A csecsemők az újszülött intenzív osztályon (NICU) aprók, törékenyek és huzalokkal borítottak. Vezetékek a pulzusméréshez, huzalok a vérnyomás ellenőrzéséhez, huzalok a hőmérséklet ellenőrzéséhez, huzalok a vér oxigéntartásának ellenőrzésére. A csecsemők számára megnehezíti a kis karjuk hullámozását, és a szülők számára még nehezebb megérinteni őket, nem is beszélve arról, hogy felveszik őket.
kapcsolodo tartalom
- Ez az egyik nap javítja majd a műembeket a preemák gondozásában?
Az anyagtudomány fejlődésének köszönhetően ezek a vezetékek végül eltűnhetnek. A Northwestern University kutatói hihetetlenül vékony, nyújtható elektronikus javításokat fejlesztettek ki az életfontosságú jelek és a testmozgások széles választékának megfigyelésére.
Ezeknek a javításoknak "nagy a lehetősége, hogy az emberi egészségügy és rehabilitáció sokkal hatékonyabbá és eredményesebbé váljanak" - mondta John Rogers, a kutatást vezető tudósok.
A foltok, amelyek jelenleg az emberi kísérletekben vannak, többé-kevésbé hasonlítanak az ideiglenes tetoválásokra. Ezeket úgy hozták létre, hogy apró félvezető chipeket helyeznek egy nyújtható hordozóra. Az aljzat hullámos fémszálakkal van beágyazva, amelyek lehetővé teszik az elektromos jelek továbbítását. Az egész apró antennákat használ az információ vezeték nélküli továbbításához, így azokat nem kell vezetékekhez vagy csövekhez rögzíteni. Rogers a patches „epidermális elektronikának” nevezi.
A NICU-ban a csecsemők számára nyújtott előnye nyilvánvaló - a korai vizsgálatok során egy olyan csecsemőt, aki folyamatosan lehúzta a hagyományos érzékelők vezetékeit, teljesen nem zavarta az epidermális elektronika. De nem csak a NICU csecsemők képesek nyerni. Rogers és csapata az epidermális elektronikát is vizsgálja számos területen. Az egyik terület a rehabilitációs orvoslás. Június elejétől a Rogers csapata vizsgálatot indít a Parkinson-kórban szenvedő betegekkel kapcsolatban, akiket gyakran akaratlan remegés okoznak. A kipróbálás során tapaszokat helyeznek a test különböző részeire, és felhasználják az izomaktivitás és a mozgás jellemzőinek mérésére.
"A cél az, hogy elegendő pontosságú elemzést fejlesszenek ki, amely lehetővé teszi a remegések valóban korai kezdetének meghatározását, a betegség kialakulásának jellemzését és a gyógyszerek hatékonyságának meghatározását" - mondja Rogers.
A betegek neuromuszkuláris aktivitásának megfigyelésével a kutatók a tremorok percnyi növekedése alapján még arra is kitalálhatták, hogy a betegek kihagyták-e a gyógyszereiket.
Ugyanez a technológia hasznos lehet a stroke-ban szenvedő betegek számára, lehetővé téve az orvosok számára, hogy nyomon kövessék előrehaladásukat, miközben otthoni rehabilitáción mennek keresztül.
Rogers és csapata szintén próbaverzi az epidermális elektronikát különböző professzionális sportcsapatokkal (Rogersnek nincs szabadsága mondani, melyik, de ide tartoznak a labdarúgó, baseball és kosárlabda csapatok). A technológia nyomon tudja követni az edzés előrehaladását, lehetővé téve az edzők számára, hogy például, hogy a korsó helyes formát használ-e. Figyelemmel kísérheti a mozgás apró változásait is, amelyek a fáradtságot jelzik a terepen, és lehetővé teszi, hogy az edzők láthassák, mikor a játékos túl fáradt ahhoz, hogy optimálisan játsszon, jóval azelőtt, hogy bárki más számára nyilvánvaló lenne.
"Az ötlet az, hogy ezeket az eszközöket úgy tervezzék meg, hogy figyelemmel kísérjék a pulzusszámot, a hangmagasság-mechanikát, a szabad dobáshoz szükséges mechanikát [és még sok más]" - mondja Rogers.
Rogers évek óta dolgozik a rugalmas elektronikai technológián. 2011-ben egy cikket tett közzé a Science-ban, amelyben részletezte bőrfoltok prototípusát, amelyet később továbbfejlesztett, hogy tartósabbá tegyék azokat. 2015-ben laboratóriumában a véráramlás mérésére szolgáló tapaszok olyan verziója jelent meg, míg tavaly létrehoztak egy foltot az izzadság elemzésére a biokémiai markerek számára. Rogers tudományos munkájához fűzött kommentárjában Zhenqiang Ma mérnök azt írta, hogy az epidermális elektronika potenciálisan megoldhatja az egészségfigyelés jelenlegi problémáit, és "lehetővé teszi a megfigyelés egyszerűbb, megbízhatóbb és folyamatosabb". Azt is írta, hogy "a fiziológián túlmutató egyéb elektronikus bőrök, például a testhő betakarítás és a hordható rádiók is mutathatnak érdekes irányokat a jövőbeli munkához".
Míg Rogers-t az epidermális elektronika atyjának tekintik, számos kutató a technológia továbbfejlesztésén dolgozik számos módon. Egyesek szerint a rugalmas elektronikát egy napon használják a bőrön kívüli alkalmazásokhoz is, mint például a szívritmus-szabályozók, és akár mindenütt jelenhetnek meg folyamatos egészségügyi monitorozóként, folyamatosan ellenőrizve a vér oxigénszintjét és a vércukorszintjét. A Stanford-tól az MIT-ig a japán és svéd egyetemen dolgozó kutatók a rugalmas elektronika különféle aspektusain dolgoznak, ideértve a technológia csökkentését és tartósságát.
A kozmetikai vállalat, a Laroche-Posay szív alakú tapaszt hozott létre az UV expozíció ellenőrzésére; jelenleg van egy várakozási lista az eszközhöz. Rogers epidermális elektronikájától eltérően, amely vezeték nélkül továbbítja az adatokat, az UV-tapasz színváltoztatással működik; a megfelelő okostelefon-alkalmazás elolvassa a színváltozást, és megmondja, ha túl hosszú ideig tartózkodott-e a napfényben.
Az epidermális elektronika létrehozásával kapcsolatos tízéves munka után a fennmaradó kihívások kevésbé a mérnöki munka, mint az optimalizálás és a biztonság kérdései - mondja Rogers. Mivel az eszközök vezeték nélkül továbbítják az adat titkosítását. Rogers azt is reméli, hogy tovább fejleszti az eszközöket, potenciálisan lehetőséget biztosítva számukra a biofolyadékok mint például verejték mintájának mintavételére és az egészségre vagy betegségre utaló biomarkerek kémiai elemzéséhez. (Rogers már végzett munkát ezen a területen) A csapat azon eszközök fejlesztésére is törekszik, amelyek folyadékokat juttatnak át a bőrön keresztül, ami egy zavaró módszer lehet a gyógyszerek adására.
"Nagyon optimista vagyunk ebben a helyzetben" - mondja Rogers. "Sok mindent megtehetünk ma, és rengeteg potenciál rejlik a jövőben is."
