Ερευνητές στη Σιγκαπούρη ανέπτυξαν μια φορητή συσκευή που εξαλείφει την ανάγκη συλλογής δειγμάτων σωματικών υγρών και θα μπορούσε να βοηθήσει στην ανίχνευση ασθενειών όπως τα εγκεφαλικά στα αρχικά τους στάδια.
Ο ελαστικός αισθητήρας που βασίζεται σε υδρογέλη παρακολουθεί τους βιοδείκτες του χρήστη -χημικές ουσίες που βρίσκονται στο αίμα και άλλα σωματικά υγρά- συμπεριλαμβανομένων των επιπέδων χοληστερόλης και γαλακτικού οξέος και φοριέται απευθείας στο δέρμα, σύμφωνα με μια έκθεση έργου. Η πρωτοβουλία ηγείται από ερευνητές από το Εθνικό Πανεπιστήμιο της Σιγκαπούρης (NUS) και την κυβερνητική υπηρεσία A*STAR’s Institute of Materials Research and Engineering (A*STAR’s IMRE).
Η φορητή συσκευή προσφέρει έναν μη επεμβατικό τρόπο παροχής συνεχούς παρακολούθησης σε πραγματικό χρόνο και έγκαιρης ανίχνευσης ασθενειών όπως οι καρδιαγγειακές παθήσεις και το εγκεφαλικό. Αυτό αντιμετωπίζει τους περιορισμούς των τρεχουσών μεθόδων για τη συλλογή δειγμάτων βιορευστών όπως το αίμα, τα ούρα και ο ιδρώτας.
Επίσης: Αυτές οι ιατρικές συσκευές IoT ενέχουν τους μεγαλύτερους κινδύνους για την ασφάλεια
Η φορητή συσκευή μπορεί επίσης να παρακολουθεί τα επίπεδα γαλακτικού σε αθλητές για να εντοπίσει σημάδια εξάντλησης των ιστών και υποξίας που επηρεάζουν την απόδοσή τους.
«Η πρώιμη ανίχνευση της νόσου απαιτεί ταχεία, συνεχή και εύκολη παρακολούθηση των ζωτικών βιοδεικτών», σημείωσαν οι ερευνητές. «Αυτή η εξέλιξη σχετίζεται ιδιαίτερα με τομείς όπως η διαχείριση χρόνιων ασθενειών, ο προσυμπτωματικός έλεγχος του πληθυσμού, η απομακρυσμένη παρακολούθηση ασθενών και η αθλητική φυσιολογία».
Η διαδικασία συλλογής βιοδεικτών για ανάλυση μπορεί να είναι άβολη και να μην υπάρχουν υπογραφές σε πραγματικό χρόνο. Οι γιατροί μπορεί να χρειαστεί να προκαλέσουν εφίδρωση με φάρμακα όταν συλλέγουν υγρά από ανενεργά άτομα, κάτι που μπορεί να είναι άβολο.
Επίσης: Ο Absci και ο Memorial Sloan Kettering συνεργάζονται για να βρουν θεραπείες για τον καρκίνο χρησιμοποιώντας AI
Οι επιδερμικοί βιοδείκτες στερεάς κατάστασης έχουν αναδειχθεί ως εναλλακτική μορφή δεικτών υγείας. Αυτοί οι βιοδείκτες που βρέθηκαν στην κεράτινη στοιβάδα, ή στο εξωτερικό στρώμα του δέρματος, έχουν δείξει συσχετίσεις με ασθένειες όπως ο διαβήτης, η υπερλιποπρωτεϊναιμία και οι καρδιαγγειακές παθήσεις.
Ωστόσο, είναι δύσκολο να εντοπιστούν επειδή οι παραδοσιακές συσκευές δεν διαθέτουν τα απαραίτητα εξαρτήματα για την παρακολούθηση των επιδερμικών βιοδεικτών στερεάς κατάστασης.
Οι ερευνητές από τη Σιγκαπούρη είπαν ότι η φορητή συσκευή τους επιτρέπει σε αυτούς τους βιοδείκτες να διαλύονται και να διαχέονται μέσω ενός στρώματος υδρογέλης που αγωγιμότητας ιονισμού και να υποβάλλονται σε ηλεκτροχημικές αντιδράσεις μεταξύ αυτού του ιονικού στρώματος και του ηλεκτρονικά αγώγιμου στρώματος υδρογέλης.
Στη συνέχεια, τα απαιτούμενα φυσιολογικά δεδομένα μεταδίδονται ασύρματα σε μια εξωτερική διεπαφή χρήστη μέσω μιας ευέλικτης πλακέτας κυκλώματος, επιτρέποντας τη συνεχή παρακολούθηση.
Επίσης: Η Samsung προσπαθεί να νικήσει την Apple σε αυτές τις δύο λειτουργίες παρακολούθησης υγείας που αλλάζουν τη ζωή
Σε κλινικές μελέτες, ο αισθητήρας έδειξε συσχετίσεις μεταξύ βιοδεικτών που βρέθηκαν στο δέρμα και εκείνων που βρέθηκαν σε δείγματα αίματος, υποδεικνύοντας την ακρίβειά του, είπαν οι ερευνητές. Μπορεί επίσης να ανιχνεύσει στερεό γαλακτικό και χοληστερόλη σε χαμηλά επίπεδα.
«Αυτός ο φορητός αισθητήρας είναι ο πρώτος στον κόσμο που μπορεί να παρακολουθεί βιοδείκτες σε ξηρό δέρμα ή δέρμα που δεν ιδρώνει», δήλωσε ο Yang Le, επικεφαλής επιστήμονας και επικεφαλής του IMRE Sensors and Flexible Electronics στο A*STAR. «Το ηλεκτρόδιο υδρογέλης διπλής στρώσης του αισθητήρα αλληλεπιδρά και ανιχνεύει βιοδείκτες στο δέρμα μας, επιτρέποντάς τους να γίνουν μια νέα κατηγορία δεικτών υγείας. Ο σχεδιασμός ελαστικότητας βελτιώνει επίσης την άνεση και την ακρίβεια προσαρμόζοντας τη φυσική ελαστικότητα του δέρματός μας.»
Ο Yang σημείωσε ότι η φορητή συσκευή θα μπορούσε να αλλάξει την προσέγγιση στην παρακολούθηση της υγείας και του τρόπου ζωής, ειδικά για άτομα με χρόνιες ασθένειες που απαιτούν συνεχή παρακολούθηση.
Για παράδειγμα, θα μπορούσε δυνητικά να αντικαταστήσει τα συμβατικά τεστ δακτύλου σε διαβητικούς, δήλωσε ο Liu Yuxin, αναπληρωτής καθηγητής στο NUS Institute of Health Innovation and Technology και στο N.1 Institute of Health Sciences. Ο Liu πρόσθεσε ότι μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τεστ ανοχής γλυκόζης, επομένως οι έγκυες γυναίκες δεν θα χρειάζεται πλέον να δίνουν αίμα πολλές φορές.
Επίσης: 3 τρόποι με τους οποίους η τεχνητή νοημοσύνη αλλάζει τον τρόπο που οι οργανισμοί υγειονομικής περίθαλψης εξυπηρετούν τους ασθενείς. Μπορούν τα LLM όπως το ChatGPT να βοηθήσουν;
Οι ερευνητές της Σιγκαπούρης εργάζονται τώρα για να βελτιώσουν την απόδοση της φορητής συσκευής, αυξάνοντας την ευαισθησία και τον χρόνο λειτουργίας της, καθώς και την υποστήριξη για άλλους βιοδείκτες.
Συνεργάζονται επίσης με νοσοκομεία για να παρέχουν πρόσθετη κλινική επικύρωση και να δώσουν στους ασθενείς την ευκαιρία να δοκιμάσουν την τεχνολογία, ειδικά για τη συνεχή παρακολούθηση της γλυκόζης.
Το 2021, οι ερευνητές της NUS ανέπτυξαν το VeCare, έναν επίδεσμο που μπορεί να ανιχνεύσει και να στείλει ασύρματα ιατρικές πληροφορίες που σχετίζονται με χρόνιες πληγές, όπως η θερμοκρασία και ο τύπος βακτηρίων. Ένας φορητός αισθητήρας ικανός να συλλέγει και να μεταδίδει δεδομένα σε λιγότερο από 15 λεπτά θα μπορούσε να επιταχύνει την αξιολόγηση τέτοιων τραυμάτων και να παρέχει πιο έγκαιρη θεραπεία.
Μια άλλη ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο της Σιγκαπούρης το 2021 ανέπτυξε επίσης έναν τρόπο χρήσης του ανθρώπινου σώματος ως αγωγού για την ενέργεια και την τροφοδοσία φορητών συσκευών. Η τεχνολογία μπορεί να εξάγει ενέργεια από μια συσκευή, όπως ένα κινητό τηλέφωνο στην τσέπη του χρήστη, για να φορτίζει ασύρματα άλλες φορητές συσκευές που είναι τοποθετημένες στο σώμα. Μπορεί επίσης να εξάγει αχρησιμοποίητη ενέργεια από ηλεκτρονικές συσκευές σε σπίτια ή γραφεία για να τροφοδοτήσει φορητές συσκευές.
