Тема:

Гибкая электроника 1 месяц назад

Новый универсальный датчик проследит за давлением и биохимией крови

Датчик наклеивается на кожу и измеряет несколько показателей, включая содержание глюкозы в крови и кровяное давление.

Датчик наклеивается на кожу и измеряет несколько показателей, включая содержание глюкозы в крови и кровяное давление.
Фото Wang lab/ UC San Diego.

Пока что учёным приходится использовать внешний источник питания, но в будущем они планируют создать беспроводную версию устройства.

Пока что учёным приходится использовать внешний источник питания, но в будущем они планируют создать беспроводную версию устройства.
Фото Wang lab/ UC San Diego.

Датчик наклеивается на кожу и измеряет несколько показателей, включая содержание глюкозы в крови и кровяное давление.
Пока что учёным приходится использовать внешний источник питания, но в будущем они планируют создать беспроводную версию устройства.

Усовершенствование человеческого тела с помощью новых технологий – заветная мечта многих людей. Ещё десять лет назад камера в линзе на глазном яблоке или протезы, которые позволяют почувствовать прикосновение, казались чем-то из области фантастики, то сегодня мы уже можем говорить, что однажды эти продукты станут такой же повседневностью, как собака-поводырь или инвалидные кресла с мотором.

Многие современные достижения были бы немыслимы, если бы инженеры не создали гибкую электронику. Благодаря своей пластичности, она хорошо совместима с тканями человеческого тела. А значит, порождает массу новых возможностей.

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего решили шагнуть дальше остальных: они объединили три совсем разных разработки в одном гибком датчике. Новое устройство измеряет кровяное давление и одновременно следит за несколькими биохимическими показателями в организме. Мало того, всё это помещается на приклеивающейся к коже основе размером с почтовую марку.

Датчик пока питается от внешнего источника, и свои показания также выводит на отдельное устройство. Тем не менее его уже можно назвать сколько-нибудь универсальным, а его показания достаточно точны.

Кровяное давление измеряется специальным сенсором при помощи ультразвука. В то же время химический сенсор выделяет особые вещества, чтобы спровоцировать потоотделение и затем изучить биохимические показатели выделяющейся жидкости (он измеряет уровень кофеина, алкоголя и молочной кислоты). Третий сенсор, измеряющий уровень глюкозы в крови, использует слабый электрический ток, чтобы проанализировать состав тканевой жидкости.

"Инновация здесь заключается в том, что мы взяли совершенно разные датчики и объединили их на одной крохотной платформе [размером] не больше почтовой марки, – отмечает Джозеф Ван (Joseph Wang), наноинженер и соавтор работы. – [Теперь] мы можем получать с одного носимого датчика много информации, при этом неинвазивным способом, не доставляя неудобств и не отвлекая носителя от повседневных дел".

Пока что учёным приходится использовать внешний источник питания, но в будущем они планируют создать беспроводную версию устройства.

Почему учёные выбрали именно такой набор химических показателей для совместного мониторинга?

"Представим, что вы следите за кровяным давлением и отметили его повышение в течение дня. Вы думаете, что что-то не так, – объясняет соавтор новой разработки Джулиан Семпионатто (Juliane Sempionatto). – Однако показатели нашего датчика [также] помогают определить, что скачок давления может быть связан с приёмом алкоголя или кофеина".

Исследователи проверили, действительно ли их датчик справляется с этой задачей, проведя серию экспериментов. Добровольцы носили наклейку на шее, выполняя разнообразные задачи: они занимались на велотренажёре, ели много углеводов, употребляли алкоголь, пили кофе. Команда учёных следила за биохимическими показателями в крови участников с помощью стандартных устройств и сравнивала их с результатами, выдаваемыми новым датчиком. Параметры практически совпадали.

Предполагается, что новая разработка пригодится людям, которые должны постоянно следить за своим состоянием, например, больным диабетом или страдающим от гипертонии. Новый датчик может быть особенно полезен в условиях стационара, когда необходим непрерывный мониторинг состояния пациента.

Инженеры из США уже работают над новой версией датчика, который считывает больше важных показателей и надеются вскоре разработать полностью беспроводной вариант устройства.

Статья исследователей опубликована в издании Nature Biomedical Engineering.

Ранее Вести.Ru сообщали о разработке электронной кожи, показывающей данные ЭКГ прямо на теле, а также специальной перчатки, позволяющей обнаружить отравляющие вещества при помощи одного прикосновения.