Ultraplona „diagnostinė oda“leidžia nuolat stebėti pacientą

Ultraplona „diagnostinė oda“leidžia nuolat stebėti pacientą
Ultraplona „diagnostinė oda“leidžia nuolat stebėti pacientą
Anonim

Tikėtina, kad kito apsilankymo pas gydytoją metu gydytojas pradės nuo temperatūros matavimo. Tai taip ilgai buvo medicinos praktikos dalis, kad galime manyti, kad tai pasenusi, mažai vertinga. Tačiau įprastas ritualo pobūdis paneigia tikslios kūno temperatūros matavimo svarbą, kad būtų galima įvertinti paciento sveikatą. Tiesą sakant, subtilūs temperatūros svyravimai gali rodyti potencialiai kenksmingas pagrindines sąlygas, tokias kaip kraujagyslių susiaurėjimas ar išsiplėtimas arba dehidratacija. Netgi psichinės veiklos pokyčius, pavyzdžiui, padidėjusią koncentraciją sprendžiant matematinę lygtį, lydi išmatuojami kūno temperatūros pokyčiai.

Atitinkamai, buvo sukurta daug technologijų, leidžiančių nustatyti odos temperatūros pokyčius, kurie gali būti ankstyvieji ligos vystymosi ir progresavimo rodikliai. Pavyzdžiui, sudėtingos infraraudonųjų spindulių skaitmeninės kameros gali aptikti didelės raiškos temperatūros pokyčius didelėse kūno vietose. Kitame technologijų spektro gale įklijuojami temperatūros jutikliai atlieka paprastus, vieno taško matavimus. Nors abi technologijos yra tikslios, infraraudonųjų spindulių kameros yra brangios ir reikalauja, kad pacientas visiškai nejudėtų, o įklijuojami jutikliai leidžia laisvai judėti, tačiau suteikia ribotą informaciją. Dabar tarptautinė daugiadalykė komanda, kurią sudaro Ilinojaus universiteto Urbana/Champaign mokslininkai ir Nacionalinis biomedicininio vaizdo gavimo ir bioinžinerijos institutas (NIBIB), sukūrė visiškai naują požiūrį: sudėtingą „elektroninę odą“, kuri neinvaziškai prilimpa prie žmogaus odos., puikiai prisitaiko prie kontūrų ir pateikia išsamų bet kurio kūno paviršiaus temperatūros žemėlapį.

Kaip tai veikia

Temperatūros jutiklių matrica yra naujos technologijos variantas, iš pradžių sukurtas profesoriaus Johno Rogerso laboratorijoje iš Ilinojaus universiteto Urbanoje/Šampane, vadinamas „epidermine elektronika“, sudarytas iš itin plonos, lanksčios, panašios į odą. masyvai, primenantys mikroschemos plokštės tatuiruotę. Su NIBIB sukurtose matricose yra jutiklių ir šildymo elementų. Ši technologija suteikia daug įvairių diagnostinių ir terapinių galimybių, nesukeliant paciento diskomforto. Pavyzdžiui, gali būti įtraukti jutikliai, kurie aptinka skirtingus dominančius metabolitus. Panašiai šildytuvai gali būti naudojami šilumos terapijai teikti tam tikrose kūno vietose; Galima pridėti pavarų, kurios suteikia elektrinį stimulą ar net konkretų vaistą. Ateities versijos turės belaidžio maitinimo ritę ir anteną nuotoliniam duomenų perdavimui. Apie šios naujos šiluminės technologijos kūrimą buvo pranešta spalio 23 d. Nature Materials numeryje.

Naujo įrenginio testavimas

Šiame tyrime masyve buvo šilumos jutikliai, kad būtų galima patikrinti jo gebėjimą tiksliai aptikti vietinės odos temperatūros pokyčius, palyginti su „auksiniu standartu“infraraudonųjų spindulių kamera. Siekiant palyginti šiuos du, buvo atlikta keletas atskirų fizinių ir psichinių stimulų testų. Tiriamasis dėvėjo šilumos jutimo matricą ant delno ir taip pat matavo šilumą infraraudonųjų spindulių kamera, pastatyta 16 colių virš tos pačios srities. Temperatūros pokyčių profiliai buvo beveik identiški dviem metodais.

Tyrėjai taip pat atliko testą, kuris naudojamas kaip širdies ir kraujagyslių sistemos patikros procedūra. Kraujo tėkmės pokyčiai nustatomi pagal odos temperatūros pokyčius, kai kraujas juda per dilbį, o žasto kraujospūdžio manžetė pripučiama ir išleidžiama. Vėlgi, infraraudonųjų spindulių kamera ir masyvo technologija parodė beveik identiškus temperatūros pokyčių profilius. Temperatūra sumažėjo, kai buvo užblokuotas kraujo tekėjimas, o pakilo, kai kraujas išsiskiria. Lėtas kraujo grįžimas į dilbį gali rodyti galimus širdies ir kraujagyslių sistemos sutrikimus.

Nr. širdies ir kraujagyslių ligos, sukeliančios nenormalią periferinę kraujotaką. Tai taip pat gali būti signalas gydytojams ir pacientams apie tam tikrų vaistų poveikį.

Paskutiniame eksperimente buvo nagrinėjama unikali odos matricos technologijai būdinga savybė: stimulo, pvz., šilumos, pateikimas. Tyrėjai siuntė į odą tikslius šilumos impulsus, kad išmatuotų odos prakaitavimą, o tai rodo bendrą žmogaus hidrataciją. Apibendrinant, bandymo rezultatai parodė, kad masyvo technologija gali gauti tikslių, kliniškai naudingų matavimų diapazoną ir pateikti specifinius dirgiklius vienu patogiu ir santykinai nebrangiu prietaisu.

Galimos programos

Tyrėjai teigia, kad dabartinė masyvo versija, kuri suvokia ir perduoda šilumą, tik rodo didžiules šios technologijos galimybes. Pavyzdžiui, teoriškai gali būti įtraukti bet kokio tipo jutikliai, pvz., jutikliai, atskleidžiantys gliukozės kiekį, deguonies kiekį kraujyje, kraujo ląstelių skaičių arba cirkuliuojančių vaistų kiekį. Be to, vietoj šilumos tiekimo į grandinę galėtų būti įtrauktas elementas, tiekiantis vaistą, esminį mikroelementą arba įvairius dirgiklius, skatinančius greitą žaizdų gijimą. Dėl šio gebėjimo pajusti ir perduoti įvairius dirgiklius, sistema yra naudinga diagnostikos, gydymo ir eksperimentiniais tikslais.

Ši technologija gali atlikti tokias terapines ir diagnostines funkcijas, kol pacientai imasi savo kasdienių reikalų, o duomenys nuotoliniu būdu per mobilųjį telefoną perduodami gydytojui – taip sutaupoma išlaidų, susijusių su tų pačių diagnostinių matavimų atlikimu, arba atliekant tą patį terapinį stimulą, klinikoje.

Ph. D. Aleksandras Gorbachas, vienas iš NIBIB tyrėjų ir Infraraudonųjų spindulių vaizdo gavimo ir termometrijos skyriaus vadovas, sako: „Labai džiaugiamės dėl unikalaus šios technologijos potencialo labai pagerinti sveikatos priežiūrą. keliais lygmenimis. Nuolatinis stebėjimas už ligoninės ribų pacientams bus patogesnis ir ekonomiškesnis. Be to, prieiga prie duomenų, surinktų ilgą laiką, kol pacientas eina įprastą veiklą, turėtų pagerinti medicinos praktiką, suteikdama galimybę gydytojai prireikus pakoreguotų gydymo režimą „24 valandas per parą, 7 dienas per savaitę“.

Tyrėjai jau gauna prašymus iš kitų klinikinių tyrimų laboratorijų naudoti šią technologiją ir planuoja plėsti bendradarbiavimą su akademine bendruomene ir pramone. Tikimasi, kad mokslininkų bendruomenės susidomėjimas epidermio elektronika paspartins šios technologijos kūrimą ir patvirtinimą bei paspartins jos įtraukimą į klinikinę priežiūrą.

Populiarios temos