Следить за сердцем, мозгом и мышцами можно без громоздких электродов и систем питания. «Электронная кожа» – так называется новое устройство, которое сможет наблюдать за функциями организма в онлайн-режиме.
Портативная слежка
«Измерительные портативные приборы, прикрепляемые к поверхности кожи, находятся в центре внимания ученых и инженеров более восьмидесяти лет, – пишут исследователи из научных центров США и Китая. – В 1929 году появился первый портативный прибор, который снимает энцефалограмму электродами, прикрепленными к коже».
После первого энцефалографа появилось много, в том числе и космических, технологий, которые позволяют отслеживать витальные функции в онлайн-режиме.
Например, чтобы засечь участок сердца с аритмией, медики используют портативную систему электродов, которая не упускает из виду ни один участок кровяного насоса. Дело в том, что даже больное сердце не всегда барахлит. Поэтому, чтобы найти и обезвредить тот участок, который сбивает с ритма весь орган, врачам необходимо следить за сердцем пациента несколько часов, сутки или даже месяцы.
Дизайн устарел
«Концепция и дизайн таких приборов сильно устарели, – продолжают исследователи, разработавшие принципиально новую упаковку для электродов и измерительной системы. – Они прикрепляются к коже с помощью клейких лент или пластырей, содержат громоздкие элементы питания и коммуникационные компоненты. Более того, у многих пациентов развиваются аллергические реакции в ответ на клей или гели, которые используются для прикрепления электродов к коже».
Ученые под руководством Джона Роджерса (John Rogers) из Университета Иллинойса (University of Illinois) упаковали электронную измерительную систему не в пластиковую коробочку, а в ламинат. Получился эластичный тонкий модуль, который можно изгибать, не повреждая саму систему. Такая система «приклеивается» к коже Ванн-дер-Ваальсовыми силами – пациент не ощущает ничего неприятного или дискомфортного, причин для развития аллергии тоже нет. Привычные аккумуляторы и проводные системы ученые заменили солнечными элементами питания. Итог таких преобразований – прозрачная сверкающая наклейка, изгибающаяся в любом направлении.
Авторы уже протестировали высокотехнологичную наклейку-тату. Результаты вдохновляют – прибор работает 24 часа и более, располагаясь на щеке, шее, темечке и подбородке. Биологи также сравнили показания нового прибора и привычных систем, используемых для измерения электрической активности мышечных волокон. В экспериментах с сердцем и мышцами ног показатели новой системы не отличались от показателей хорошо проверенных громоздких электродов.
«Мы думаем, что такая система может заменить приборы, используемые в клинической практике для диагностики патологий мозга, сердца и других органов», – заключают авторы изобретения. Статья с его описанием опубликована сегодня в Science.
