«Умная» одежда: диагностика и мониторинг
Датчики измерения артериального давления, температуры, пульса, уровня сахара в крови используются для того, чтобы выявить ухудшение самочувствия у больных. Сенсоры для определения температуры тела служат для предотвращения детской смертности. Различные мини-устройства во время спортивных тренировок помогают регулировать интенсивность физических нагрузок. При этом традиционные сенсоры, отслеживающие состояние здоровья, обладают рядом недостатков: они громоздкие, неудобно крепятся к телу и требуют проводного соединения с передатчиком. Поэтому ученые решили отказаться от подобных устройств и предложили «спрятать» необходимое оборудование непосредственно в ткань одежды
Для удаленного мониторинга
Учитывая высокую стоимость анализов и диагностики пациентов, значительно возрастает потенциал электронной телемедицины, позволяющей проводить дистанционный мониторинг состояния человека в режиме реального времени, в отличие от периодического и неравномерного контроля в клинике. Так называемый удаленный мониторинг идеально подходит для пациентов, страдающих хроническими заболеваниями или проходящих восстановительный период после операции. Последние изобретения в этой сфере — «умная» футболка, разработанная командой исследователей из Мадридского университета им. Карлоса III. Такая футболка может фиксировать данные о состоянии сердца, температуре тела, уровне физической активности и даже местоположении человека, который ее носит. При этом, в отличие от предыдущих моделей, она хорошо стирается. В ней находятся электроды, определяющие биоэлектрические импульсы и позволяющие сделать электрокардиограмму (ЭКГ). Кроме того, здесь имеются съемные устройства — термометр и акселерометр, предназначенные для определения температуры, текущей позиции тела и местоположения, а также уровня физической активности.
Аналогичную модель разработали специалисты одной из ведущих мировых компаний — производителей микросхем. Диагностическая рубашка со встроенной радиоэлектронной системой снимает основные показатели жизнедеятельности человека и передает их медикам для проведения дистанционного диагностирования и контроля состояния здоровья.
По предварительным подсчетам, применение этих рубашек позволит снизить затраты здравоохранения на диагностику и мониторинг в 10 раз.
Телемедицина основана на использовании компьютерных и телекоммуникационных технологий для обмена медицинской информацией между специалистами с целью повышения качества диагностики и лечения пациентов
Исследования ABI Research (организация, занимающаяся анализом перспектив развития рынков) показали, что к 2016 г. потребность в рубашках со встроенной системой мониторинга составит более 100 млн единиц ежегодно.
Спасающие жизни
За состоянием здоровья человека отныне будет следить и его нижнее белье. Именуемые сухими электродами датчики беспроводного контроля самочувствия от ведущих мировых производителей электроники могут размещаться в ткани и осуществлять непрерывный мониторинг пульса и температуры тела. Вся информация собирается и записывается в специальном модуле. «Сердцем» системы является цифровой сигнальный процессор. Устройство снабжено встроенной памятью размером 64 Мб. Это позволяет записывать данные в течение 3 месяцев.
В 2010 г. команда американских ученых изобрела новый вид мужского белья, самостоятельно измеряющий ряд важных жизненных показателей и даже потенциально способный спасать человеческие жизни. С помощью специальных сенсоров на резинке белья определяют показатели артериального давления и частоты сердечных сокращений. Более того, измеряют уровни содержания на коже перекиси водорода и кофермента, катализирующего окислительно-восстановительные реакции, что позволяет оценивать степень физической активности. Спонсорами исследовательского проекта выступили Вооруженные силы США. Этот проект может решить проблему мониторинга физического состояния солдат во время боевых действий. С помощью биосенсоров можно будет не только диагностировать, но и лечить: технология позволяет в случае необходимости вводить в организм болеутоляющие и заживляющие препараты.
Разработчики уверены, что их изобретение также будет полезно для пожилых людей и больных диабетом, поскольку поможет отслеживать уровень биомаркеров, связанных с риском инфаркта или инсульта, а также сахара в крови. Справедливости ради следует отметить, что нижнее белье привлекло внимание исследователей не в первый раз: ранее были разработаны трусы, оснащенные термометром, тонометром, а также устройством, регистрирующим ЭКГ.
«Скорую» вызывали?
Группа американских инженеров из Университета Арканзаса (США) создала «умный» бюстгальтер, который может помочь врачам контролировать пациентку в любой точке мира и при необходимости отправить карету скорой помощи в нужное место. Изобретение, сочетающее в себе нанотекстиль и технологии смартфонов, имеет встроенные датчики размером с маленькую монетку. Они изготовлены из массива золотых наноэлектродов на гибкой базе, вшитых в материал бюстгальтера, и «общаются» с системой программного обеспечения через беспроводной модуль. Модуль собирает и отправляет информацию, к которой врач может получить доступ.
Электронный бюстгальтер позволяет непрерывно, в реальном времени отслеживать состояние пациента с целью выявления каких-либо патофизиологических изменений. Система контролирует кровяное давление, температуру тела, частоту дыхания, потребление кислорода и определенную нейронную активность.
А вот ученые под руководством профессора Тинжруй Пань из Калифорнийского университета в Дэвисе (США) разработала миниатюрный медицинский датчик, реагирующий на колебания давления. Прозрачный и гибкий сенсор диаметром в несколько миллиметров предназначен для постоянного мониторинга состояния различных органов и тканей.
Тинжруй Пань с коллегами применили свое изобретение для измерения пульса, закрепив датчик на шее. Кроме того, профессор утверждает, что сенсор можно использовать в «интеллектуальных» перчатках, контролирующих тургор кожи, и передавать сведения о физиологическом состоянии человека на пункт мониторинга. На его основе могут быть сконструированы контактные линзы, постоянно контролирующие внутриглазное давление, повышение которого характерно для такого заболевания, как глаукома.
Нюансы этики
По мнению ученых, новые разработки позволят круглосуточно следить за состоянием тысяч больных, существенно облегчив при этом нагрузку на больницы и сэкономив время врачей и пациентов. При этом удаленный мониторинг за состоянием здоровья является более персонифицированным и менее дорогостоящим.
Повседневная одежда также «оживает» и «обретает интеллект». Идейной основой моделей будущего стала концепция «умной» ткани, подразумевающая органичное вплетение и встраивание разнообразных чипов, сенсоров и коммутационных проводов непосредственно в материал различных предметов нашего гардероба. Костюмы и куртки самостоятельно выбирают размер по погоде, «макси» превращается в «мини», а рубашки принимают форму тела владельца и сообщают о необходимости стирки. «Умные» ткани увлажняют, питают кожу и делают фигуру стройнее. Одежда со встроенным радиомаячком не позволит заблудиться в лесу, а для тех, кто постоянно теряет или забывает мобильный, разработана куртка с интегрированными в материю телефоном и плеером.
В то же время есть опасения, связанные с возможностью утечки конфиденциальной информации о пациенте в интернете, который является открытой сетью. Дело в том, что передача медицинских данных пациентов и их обсуждение в открытом для всех режиме являются с правовой точки зрения недопустимыми. Эта проблема может быть решена с помощью кодирования информации или же получения от пациента расписки о допустимости передачи данных о нем в открытой сети.
Подготовила Александра Демецкая
