Их создатели утверждают, что новые носимые устройства, которые прислушиваются к тонким шумам внутри тела, могут «значительно выйти за рамки» случайных измерений, получаемых во время визитов к врачу.
Мягкие миниатюрные устройства были разработаны исследователями Северо-Западного университета в Иллинойсе. Прикрепленные к коже устройства непрерывно отслеживают внутренние звуки вокруг тела.
Даже во время самых рутинных посещений врачи прислушиваются к звукам внутри тела своих пациентов: воздух входит и выходит из легких, сердцебиение и даже переваренная пища продвигается по длинному желудочно-кишечному тракту. Эти звуки предоставляют ценную информацию о здоровье человека. А когда эти звуки незаметно меняются или прекращаются, они могут сигнализировать о серьезных проблемах, требующих срочного расследования.
«В настоящее время не существует методов непрерывного мониторинга и пространственного картирования звуков тела дома или в больнице», — сказал Джон А. Роджерс из Northwestern, специалист по биоэлектронике, который руководил разработкой устройства.
«Врачам приходится прикладывать обычный или цифровой стетоскоп к различным частям грудной клетки и спины, чтобы прослушивать легкие по точкам. В тесном сотрудничестве с нашими клиническими командами мы приступили к разработке новой стратегии мониторинга пациентов в режиме реального времени на постоянной основе и без препятствий, связанных с жесткими, проводными и громоздкими технологиями».
Небольшие и легкие устройства, содержащие пары высокопроизводительных цифровых микрофонов и акселерометров, прикрепляются к коже, создавая то, что исследователи назвали «комплексной неинвазивной сенсорной сетью». Одновременно улавливая звуки и сопоставляя их с процессами организма, устройства пространственно отображают, как воздух поступает в легкие, проходит через них и выходит из них, а также как меняется сердечный ритм в различных состояниях покоя и активности, а также как пища, газы и жидкости проходят через легкие. кишечник.
Каждое устройство заключено в силиконовую капсулу и имеет длину 40 мм, ширину 20 мм и толщину 8 мм. На этом небольшом пространстве они содержат флэш-накопитель, аккумулятор, электронные компоненты, возможности Bluetooth и два микрофона — один направлен внутрь корпуса, а другой — наружу, наружу. Захватывая звуки в обоих направлениях, алгоритм может разделять внешние звуки и внутренние звуки тела.
«Легкие не производят достаточно звука, чтобы его мог услышать нормальный человек», — сказал доктор Анкит Бхарат, руководивший клиническими исследованиями на взрослых людях. «Они просто недостаточно громкие, а больницы могут быть шумными местами. Когда рядом разговаривают люди или пищат машины, это может быть невероятно сложно. Важным аспектом нашей технологии является то, что она может корректировать окружающие звуки».
В пилотных исследованиях исследователи протестировали устройства на 15 недоношенных детях с нарушениями моторики дыхания и кишечника и 55 взрослых, в том числе 35 с хроническими заболеваниями легких. По их словам, устройства работают с точностью клинического уровня, а также предлагают новые функциональные возможности.
В ходе исследования недоношенные дети носили датчики в четырех местах на животе. Ранние результаты соответствовали измерениям перистальтики кишечника у взрослых с использованием проводных систем, которые в настоящее время являются стандартом медицинской помощи.
В ходе испытаний со взрослыми пациентами устройства фиксировали распределение звуков легких и движений тела в различных местах одновременно, что позволило исследователям анализировать один вдох в разных областях легких.
«Как врачи, мы часто не понимаем, как функционирует конкретный участок легких», — сказал доктор Бхарат. «С помощью этих беспроводных датчиков мы можем захватывать различные области легких и оценивать их конкретную производительность, а также производительность каждой области относительно друг друга».
Исследование было опубликовано в Природная медицина.
Хотите, чтобы лучшие инженерные истории доставлялись прямо на ваш почтовый ящик? Информационный бюллетень Professional Engineering содержит важную информацию о самых передовых инженерных разработках и новых интересных возможностях трудоустройства. Чтобы зарегистрироваться, нажмите здесь.
Содержимое, опубликованное Professional Engineering, не обязательно отражает точку зрения Института инженеров-механиков.
2023-11-16 17:49:27
1700157466
#Носимые #устройства #прислушиваются #шумам #внутри #тела #для #непрерывного #мониторинга #здоровья
