Giyilebilir solunum monitörü: çocuk oyuncakları ile geliştirilmiştir!
Kılavuz
Son zamanlarda, California Üniversitesi, Irvine'deki araştırmacılar tek kullanımlık bir giyilebilir solunum monitörü geliştirdiler. Sürekli olarak yüksek doğrulukta okumalar sağlayabilir, astımlı ve kistik fibrozlu çocuklara ve kronik akciğer hastalığı olan diğer kişilere yardımcı olabilir.
arka fon
Bugün pazar, akıllı saatler, bileklikler, bilezikler, gözlükler, kasklar, saç bantları, giysiler, aksesuarlar vb. Gibi çeşitli giyilebilir cihazlarla doludur. Bu giyilebilir cihazların egzersiz adımı sayma, uyku izleme, sanal gerçeklik, iletişim, konumlandırma vb. Gibi çeşitli işlevleri vardır.
Bunlar arasında tıbbi sağlık izleme, büyük potansiyeli ve beklentileri olan bir uygulama alanıdır. Bu tür bir giyilebilir cihaz sadece kalp atış hızını, vücut yüzey sıcaklığını, kan oksijen seviyesini, egzersiz hacmini ve diğer fizyolojik parametreleri izlemekle kalmaz, aynı zamanda hepatit, iltihaplanma ve hatta insülin ile ilgili önemli fizyolojik göstergeleri de izleyebilir.
Giyilebilir cihazlarla toplanan veriler ve bilgiler, hastaların yalnızca sağlık durumlarını ve hastalık tedavilerini zamanında anlamalarına yardımcı olmakla kalmaz, aynı zamanda belirli hastalıklar ortaya çıkmadan önce erken uyarı sağlayabilir veya hastaların zamanında tıbbi bakım almalarını sağlayabilir.
İnsan sağlığını ter yoluyla izleyen bir bileklik (Resim kaynağı: California Üniversitesi, Berkeley)
Diyabetin izlenmesi ve tedavisi için grafen bileklikler (Fotoğraf kredisi: Hui Won Yun / Seoul Ulusal Üniversitesi)
Kalp atış hızı, solunum, kas hareketi vb. Gibi sağlık verilerini izleyen elektronik cilt (Resim kaynağı: Daegu Kyungbuk Bilim ve Teknoloji Enstitüsü)
Kalp sağlığını algılayan ve konuşmayı tanıyan minyatür akustik sensör (Resim kaynağı: Northwestern Üniversitesi / Colorado Boulder Üniversitesi)
Derinin derinlerindeki arteriyel kan basıncını izleyen ultrasonik yama (Resim kaynağı: Chonghe Wang / "Natural Biomedical Engineering")
Yenilikçilik
Bugün, tıbbi sağlık izlemesi için yeni bir giyilebilir cihaz tanıtmak istiyorum.
Son zamanlarda, California Üniversitesi, Irvine (UCI) araştırmacıları tek kullanımlık giyilebilir bir solunum monitörü geliştirdi. Sürekli olarak yüksek doğrulukta okumalar sağlayabilir, astımlı ve kistik fibrozlu çocuklara ve kronik akciğer hastalığı olan diğer kişilere yardımcı olabilir. İlgili yenilikler 13 Şubat'ta "npj Digital Medicine" dergisinde yayınlandı.
(Fotoğraf kredisi: Josh Kim / UCI)
teknoloji
Bu düşük maliyetli sensör, popüler çocuk oyuncakları "Shrinky Dinks" kullanılarak California Üniversitesi, Irvine'deki biyomedikal mühendisleri tarafından yapılmıştır. Bu tür çocuk oyuncakları boyanabilen plastik tabakalardır ve ısındıktan sonra boyutları küçülecektir.
Bu yara bandı benzeri cihaz iki yere yerleştirilmiştir: biri dokuzuncu ve onuncu kaburga arasına, diğeri ise karın. Cihaz, uygulama yerinin yerel gerginliğini ölçerek kullanıcının solunum hızını ve hacmini izleyebilir. Astım durumunda, toplanan bilgiler hastalık atak yapmak üzereyken erken uyarı sağlamak için kullanılacaktır.
(Fotoğraf kredisi: Josh Kim / UCI)
Cihazın üretim yöntemi, plastik bir oyuncak tabakaya çok ince bir metal tabakası uygulamak ve ardından onu büzerek kırışıklıklar oluşturmaktır. Bu film daha sonra hastaya uygulanabilen küçük bir yara bandına benzer yumuşak, elastik bir malzemeye aktarılır. Gömülü sensörden gelen sinyal Bluetooth aracılığıyla iletilebilir ve akıllı telefon uygulamasında görüntülenebilir.
(Resim kaynağı: referans [2])
Bu cihazlar, Kaliforniya Üniversitesi, Irvine Biyomedikal Mühendisliği Bölümü'nde profesör olan Michelle Khine'nin laboratuvarında geliştirildi. Dokuz ay önce oğlunun doğumundan sonra bu yeniliğin peşinden koşmak için ilham aldığı söyleniyor. Komplikasyonlar nedeniyle yenidoğanların, oksijen sağlayan ve solunum koşullarını izleyen bir dizi makineye bağlı bir yenidoğan yoğun bakım ünitesinde yaşamaları gerekir.
Khine, "Küçük vücudu sensörlerle kaplı olmasına rağmen, tüm tıbbi personelin alabileceği solunum hızı bilgisidir. Yaşamsal belirtiler monitörüne bakarsanız, bu dalga formunu göreceksiniz, yani öyle görünüyorlar Bilgi alın, ama aslında almıyor. Çocuğumu bu kutuda yatarken görünce kendimi çaresiz hissediyorum. Onu sekiz gün kucaklayamıyorum. Çok üzücü. Bunu görmek de çok üzücü. Bütün bu hatlar ona bağlı, ancak istediğimiz tüm bilgileri alamıyoruz. "
Oğlunun doğumundan sonra hastanede kaldığı günlerin, bir biyomedikal mühendisi olarak ona güçlü bir ilham verdiğini söyledi: Öğrencilerime satırlarla dolu bir fotoğrafını gönderdim ve 'Bunun gibi bir şey yapmalıyız' dedim. Daha iyi. 2018 yılıydı. Bu durum çok endişe verici. '"
Şimdiye kadar, Khine laboratuvarının üyeleri bu yeni teknolojiyi sağlıklı konularda test etti, ancak önümüzdeki aylarda az sayıda astım hastası üzerinde pilot testler yapmayı planlıyorlar.
Konu testinde kullanılan donanım konfigürasyonunun şematik diyagramı (resim kaynağı: referans [2])
değer
Kaliforniya Üniversitesi, Irvine Biyomedikal Mühendisliği Bölümü'nden mezun araştırmacı ve makalenin baş yazarı Michael Chu şunları söyledi: "Şu anda, solunum izleme için bakım standardı bir akciğer fonksiyon testidir. Bu akciğer fonksiyon testinin gerçekleştirilmesi genellikle zordur ve hastanın solunum sisteminin sağlık durumuna tabidir. Fotoğraflarının sınırlılığı, bu da bazı sorunların bazen gözden kaçtığı anlamına gelir. Yeni geri çekilebilir sensörümüz, kullanıcının ciğerlerinin ortalıkta dolaşırken ve normal bir şekilde çalışırken sağlığı hakkında önemli bilgiler toplayabilir. "
Khine'nin laboratuvarı, Shrinky Dinks'i tıbbi bir uygulama platformu olarak kullanmasıyla biliniyor. Yaklaşık on yıl önce, bu oyuncağı mikroakışkan bir cihaz yapmak için yenilikçi bir şekilde kullandı. Dedi ki: "Bu bizi çok şaşırttı. Bu tür bir çocuk oyuncağı, bir gün çocuklara ve dünyadaki diğerlerine fayda sağlayacak sağlam sensörler yaratmamızı sağladı."
Anahtar kelime
Sensörler, giyilebilir cihazlar, tıbbi
Referans
[1] https://news.uci.edu/2019/02/13/uci-biomedical-engineers-develop-wearable-respiration-monitor-with-childrens-toy/
2 Michael Chu, Thao Nguyen, Vaibhav Pandey, Yongxiao Zhou, Hoang N. Pham, Ronen Bar-Yoseph, Shlomit Radom-Aizik, Ramesh Jain, Dan M. Cooper, Michelle Khine. Giyilebilir gerilim sensörleri kullanarak solunum hızı ve hacim ölçümleri . npj Digital Medicine, 2019; 2 (1) DOI: 10.1038 / s41746-019-0083-3
