Τα μωρά στη μονάδα εντατικής θεραπείας νεογνών (NICU) είναι μικροσκοπικά, εύθραυστα και καλυμμένα με σύρματα. Σύρματα για την παρακολούθηση της καρδιακής συχνότητας, σύρματα για την παρακολούθηση της πίεσης του αίματος, καλώδια για την παρακολούθηση της θερμοκρασίας, σύρματα για την παρακολούθηση της οξυγόνωσης του αίματος. Είναι δύσκολο για τα μωρά να κουδουνίζουν τα χέρια τους και καθιστά ακόμα πιο δύσκολο για τους γονείς να τους αγγίξουν, πόσο μάλλον να τα πάρουν.
σχετικό περιεχόμενο
- Αυτή η τεχνητή μύτη θα βελτιώσει τη φροντίδα των πρωταθλημάτων;
Τώρα, χάρη σε μια πρόοδο στην επιστήμη των υλικών, αυτά τα καλώδια μπορεί τελικά να εξαφανιστούν. Οι ερευνητές του Northwestern University έχουν αναπτύξει απίστευτα λεπτά, ελαστικά ηλεκτρονικά μπαλώματα για την παρακολούθηση μιας ευρείας ποικιλίας ζωτικών σημείων και σωματικών κινήσεων.
Αυτά τα μπαλώματα έχουν την ισχυρή δυνατότητα να κάνουν την ανθρώπινη υγειονομική περίθαλψη και την αποκατάσταση πολύ πιο αποτελεσματική και αποτελεσματική », λέει ο John Rogers, οι επιστήμονες που οδήγησαν την έρευνα.
Τα μπαλώματα, τα οποία βρίσκονται τώρα σε ανθρώπινες δοκιμές, μοιάζουν περισσότερο ή λιγότερο με τα προσωρινά τατουάζ. Δημιουργούνται τοποθετώντας μικροσκοπικά τσιπ ημιαγωγών σε ένα τεντώσιμο υπόστρωμα. Το υπόστρωμα είναι ενσωματωμένο με κυματοειδή σχέδια από μεταλλικά νήματα, τα οποία καθιστούν δυνατή τη μεταφορά ηλεκτρικών σημάτων. Το όλο θέμα χρησιμοποιεί μικροσκοπικές κεραίες για να μεταδίδει πληροφορίες ασύρματα, επομένως δεν χρειάζεται να συνδέονται με καλώδια ή σωληνώσεις. Ο Rogers καλεί τα μπαλώματα "επιδερμικά ηλεκτρονικά".
Το όφελος για τα μωρά στο NICU είναι προφανές - στις πρώτες δοκιμές, ένα μωρό που συνέχισε να τραβάει τα σύρματα των παραδοσιακών αισθητήρων ήταν εντελώς unbothered από τα επιδερμικά ηλεκτρονικά. Αλλά δεν είναι μόνο τα NICU μωρά που κερδίζουν. Ο Rogers και η ομάδα του δοκιμάζουν επίσης επιδερμικά ηλεκτρονικά σε αρκετές διαφορετικές περιοχές. Ένας τομέας είναι η ιατρική αποκατάστασης. Αρχίζοντας τον Ιούνιο, η ομάδα του Rogers θα ξεκινήσει μια δοκιμή σε ασθενείς με νόσο του Parkinson, οι οποίοι συχνά εξασθενούνται από ακούσιες δονήσεις. Η δοκιμή θα περιλαμβάνει την τοποθέτηση μπαλωμάτων σε διάφορα σημεία σε όλο το σώμα του ατόμου και τη χρήση τους για τη μέτρηση της μυϊκής δραστηριότητας και των χαρακτηριστικών της κίνησης.
"Ο στόχος είναι να αναπτυχθούν επαρκώς ακριβή αναλυτικά στοιχεία που θα μας επιτρέψουν να προσδιορίσουμε την πολύ πρώιμη εμφάνιση των δονήσεων, να χαρακτηρίσουμε την ανάπτυξη της νόσου και επίσης να καθορίσουμε την αποτελεσματικότητα των φαρμάκων", λέει ο Rogers.
Με την παρακολούθηση της νευρομυϊκής δραστηριότητας των ασθενών, οι ερευνητές θα μπορούσαν ακόμη να καταλάβουν, με βάση τις μικρές αυξήσεις των δονήσεων, αν οι ασθενείς είχαν παραλείψει τα φάρμακά τους.
Η ίδια τεχνολογία θα μπορούσε να είναι χρήσιμη για τους ασθενείς με εγκεφαλικό επεισόδιο, επιτρέποντας στους γιατρούς να παρακολουθούν την πρόοδό τους ενώ υποβάλλονται σε αποκατάσταση στο σπίτι.
Ο Ρότζερς και η ομάδα του δοκιμάζουν επίσης την επιδερμική ηλεκτρονική με διάφορες επαγγελματικές αθλητικές ομάδες (ο Ρότζερς δεν έχει την ελευθερία να πει ποιες από αυτές περιλαμβάνουν ομάδες ποδοσφαίρου, μπέιζμπολ και μπάσκετ). Η τεχνολογία θα μπορούσε να παρακολουθήσει την πρόοδο της εκπαίδευσης, επιτρέποντας στους προπονητές να δουν, για παράδειγμα, αν μια κανάτα χρησιμοποιεί τη σωστή μορφή. Θα μπορούσε επίσης να παρακολουθήσει τις μικροσκοπικές αλλαγές στην κίνηση που προκαλούν την κόπωση του σήματος στο πεδίο, επιτρέποντας στους προπονητές να δουν όταν ένας παίκτης είναι υπερβολικά κουρασμένος για να παίξει άριστα, πολύ πριν φανεί προφανής σε οποιονδήποτε άλλο.
"Η ιδέα είναι να σχεδιάσετε αυτές τις συσκευές με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορείτε να παρακολουθείτε τον καρδιακό ρυθμό, τον μηχανισμό ανύψωσης, τη μηχανική λήψης ελεύθερης ρίψης [και πολλά άλλα], " λέει ο Rogers.
Ο Rogers εργάζεται εδώ και χρόνια στην ευέλικτη ηλεκτρονική τεχνολογία. Το 2011, δημοσίευσε ένα άρθρο στην επιστήμη που περιγράφει ένα πρωτότυπο των δερματικών επιθέσεών του, το οποίο αργότερα βελτιώθηκε για να γίνει πιο ανθεκτικό. Το 2015, το εργαστήριό του βγήκε με μια έκδοση των μπαλών που θα μπορούσαν να μετρήσουν τη ροή του αίματος, ενώ πέρυσι δημιούργησαν ένα έμπλαστρο για να αναλύσουν τον ιδρώτα για τους βιοχημικούς δείκτες. Σε ένα σχόλιο για το έργο του Rogers στην επιστήμη, ο μηχανικός Zhenqiang Ma έγραψε ότι η επιδερμική ηλεκτρονική θα μπορούσε ενδεχομένως να λύσει πολλά από τα τρέχοντα προβλήματα με την παρακολούθηση της υγείας και να «επιτρέψει την παρακολούθηση να είναι πιο απλή, πιο αξιόπιστη και αδιάκοπη». Επίσης, έγραψε ότι "άλλοι τύποι ηλεκτρονικών δερμάτων με εφαρμογές πέρα από τη φυσιολογία, όπως η συγκομιδή θερμότητας στο σώμα και τα φορητά ραδιόφωνα, μπορεί επίσης να δείχνουν ενδιαφέρουσες κατευθύνσεις για μελλοντικές εργασίες".
Ενώ ο Rogers θεωρείται ο πατέρας των επιδερμικών ηλεκτρονικών, αρκετοί ερευνητές εργάζονται για την προώθηση της τεχνολογίας με διάφορους τρόπους. Ορισμένοι πιστεύουν ότι τα ευέλικτα ηλεκτρονικά θα χρησιμοποιηθούν μία ημέρα για εφαρμογές πέρα από το δέρμα, όπως οι καρδιακοί βηματοδότες, και μπορεί να γίνουν ακόμη πανταχού παρόντες ως μόνιτορ παρακολούθησης της υγείας, ελέγχοντας συνεχώς τα πράγματα όπως τα επίπεδα οξυγόνου στο αίμα και το σάκχαρο του αίματος. Οι ερευνητές από το Στάνφορντ στο MIT στα πανεπιστήμια της Ιαπωνίας και της Σουηδίας εργάζονται σε διάφορες πτυχές της ευέλικτης ηλεκτρονικής, συμπεριλαμβανομένης της καθιστώντας την τεχνολογία μικρότερη και πιο ανθεκτική.
Η εταιρία καλλυντικών Laroche-Posay δημιούργησε ένα καρδιακό έμπλαστρο για την παρακολούθηση της έκθεσης στην υπεριώδη ακτινοβολία. υπάρχει αυτήν τη στιγμή μια λίστα αναμονής για τη συσκευή. Σε αντίθεση με τα επιδερμικά ηλεκτρονικά στοιχεία της Rogers, τα οποία μεταδίδουν δεδομένα ασύρματα, το UV patch λειτουργεί με την αλλαγή του χρώματος. μια αντίστοιχη εφαρμογή smartphone διαβάζει τις αλλαγές χρώματος και σας λέει αν έχετε παραμείνει στον ήλιο πολύ καιρό.
Μετά από 10 χρόνια εργασίας που δημιουργεί την επιδερμική ηλεκτρονική, οι εναπομείνασες προκλήσεις είναι λιγότερες για τη μηχανική παρά για τη βελτιστοποίηση και την ασφάλεια, λέει ο Rogers. Δεδομένου ότι οι συσκευές μεταδίδουν ασύρματα, η κρυπτογράφηση δεδομένων θα αποτελέσει πρόβλημα. Ο Rogers ελπίζει επίσης να αναπτύξει περαιτέρω τις συσκευές, δίνοντάς τους τη δυνατότητα να δοκιμάσουν βιολογικά ρευστά όπως τον ιδρώτα και να κάνει χημική ανάλυση των βιοδεικτών που υποδεικνύουν την υγεία ή την ασθένεια. (Η Rogers έχει ήδη κάνει δουλειά σε αυτόν τον τομέα) Η ομάδα εξετάζει επίσης την ανάπτυξη συσκευών για την παροχή υγρών μέσω του δέρματος, που θα μπορούσε να είναι ένας διακριτικός τρόπος για να δώσει φάρμακα.
"Είμαστε αρκετά αισιόδοξοι γι 'αυτό", λέει ο Rogers. "Υπάρχουν πολλά πράγματα που μπορούμε να κάνουμε σήμερα και υπάρχει μεγάλη πιθανότητα για επιπλέον πράγματα στο μέλλον".
