Разработан нательный сенсор, следящий за состоянием сердца и легких пользователя
Мельчайшие вибрации, создаваемые сердцебиением и дыханием, могут рассказать очень многое о здоровье человека. Крошечный сенсор размером с бусину или божью коровку, предназначенный для размещения под одеждой, способен считывать эту информацию.
Датчик разработан учеными Технологического института Джорджии. Он способен выполнять функцию электрокардиограммы (ЭКГ), хотя работает по совершенно иному принципу. Вместо измерения электрической активности сердца, сенсор сканирует вибрацию тела.
"Сейчас для получения информации о работе сердца медицина полагается на электрокардиограмму. Но электрокардиограмма измеряет только электрические импульсы. Сердце - это механическая система, в которой происходит сокращение мышц, открывание и закрывание клапанов. Работа сердца генерирует большое количество звуков и вибраций, которые электрокардиограмма считать не может. Также ЭКГ ничего не сообщает о функционировании легких", - поясняет Фаррох Аязи, профессор школы электротехники и вычислительной техники Технологического института Джорджии.
Новый сенсор состоит из двух очень тонких слоев кремния с узким пространством между ними. Ширина промежутка составляет всего 270 нанометров - примерно 0,005 ширины человеческого волоса. Кремниевые слои действуют как электроды, несущие незначительный заряд, который высвобождается под воздействием вибраций тела. Уникальность конструкции заключается в том, что она игнорирует сильные шумы извне. Сенсор реагирует только на микровибрации, исходящие изнутри тела. То есть, вы можете прикрепить его под рубашку, но шелест ткани никак не помешает точности измерений.
Среди звуков, которые может обнаружить датчик, - сердцебиение, скорость дыхания и шумы, исходящие из легких. Кроме того, сенсор может обнаруживать физическую активность пользователя, например, ходьбу. Это позволяет синхронизировать данные о физической активности с данными о работе сердца и легких, чтобы создать общую картину здоровья.
Исследователи утверждают, что датчик можно будет использовать для выявления опасных проблем со здоровьем на ранних стадиях. Например, сенсор сможет выявлять неисправность сердечного клапана по аномальным турбулентностям в кровотоке. Также с его помощью можно будет выявлять рак легких на ранней стадии, поскольку зарождение опухоли немного изменит звуковой паттерн дыхания пользователя.
Разработка подробно описана в журнале Digital Medicine.
