Носимі пристрої зробили революцію в охороні здоров'я, але конструктивні обмеження персональних моніторів на клейкій основі завадили їм повністю розкрити свій потенціал.
Нове дослідження Університету Арізони, опубліковане в журналі Nature Communications, описує довговічний, надрукований на 3D-принтері без клею носимий пристрій, здатний надати більш повну картину фізіологічного стану користувача.
Пристрій, який вимірює водяну пару та газоутворення шкіри, постійно контролює та записує фізіологічні дані, пов'язані з зневодненням, метаболічними зрушеннями та рівнем стресу.
«Традиційно носимі пристрої для моніторингу здоров'я використовують датчики, які кріпляться безпосередньо до шкіри, але сама шкіра постійно оновлюється», — каже Філіп Гутруф, доцент кафедри біомедичної інженерії та член Інституту BIO5 в Університеті Альберти, який був співавтором дослідження з провідним автором Девідом Клаузеном, постдокторантом і дослідником у лабораторії Гутруфа.
«Це обмежує час, необхідний для збору достовірних даних. За допомогою нашого датчика, який відстежує викиди газів зі шкіри, ми повністю подолали це обмеження», — сказав Гутруф.
Шкіра, що відшаровується, послаблює клеї та забиває датчики, тому носимі пристрої, прикріплені клеєм, потрібно переклеювати кожні кілька днів. Дослідники в лабораторії Гутруфа в Університеті Альберти розробили пристрій, який носиться на передпліччі, який нагадує невелику манжету, надруковану на 3D-принтері, і його можна носити безперервно. Датчики пристрою безперервно вимірюють гази, що виділяються користувачем, порівнюючи їх концентрацію зі звичайним зовнішнім повітрям.
На відміну від носимих пристроїв для спортивної науки та моніторингу здоров'я на основі клейких матеріалів, які традиційно роблять лише миттєві знімки, пристрій, розроблений Гутруфом та його колегами, надає безперервні дані в режимі реального часу, які можна переглядати на смартфоні або комп'ютері через безпечне з'єднання Bluetooth.
«Це відкриває абсолютно новий простір для біомаркерів», – сказав Гутруф. «Наприклад, можна зафіксувати метаболічні ознаки фізичних вправ або стресу, не перериваючи звичайну повсякденну рутину суб'єкта. У минулому для такого роду вимірювань потрібна була ціла кімната обладнання».
Практичне застосування, доведені результати
За допомогою такого пристрою спортсмени можуть стежити за гідратацією та навантаженням під час тренувань. Носимий пристрій також може реєструвати симптоми психічного здоров'я та хронічних захворювань, щоб допомогти у профілактиці та лікуванні. Насправді, відстеження та моніторинг фізіологічних ознак стресу у викидах газу може навіть допомогти виявити ранні метаболічні розлади, сказав Гутруф.
«Наша конструкція стабільна навіть при щоденному трафіку та змінах навколишнього середовища», — сказав Клаузен. «Ми можемо безперервно записувати дані протягом багатьох днів на одному заряді, і при цьому отримувати багаті фізіологічні дані, які зазвичай неможливі в носимому форматі або вимагають видимого поту».
Дослідники планують розширити діапазон біомаркерів, які можна виявити, та інтегрувати розширену аналітику даних для надання персоналізованої інформації про здоров'я протягом ще більш тривалих періодів часу.