Smart contactlenzen kunnen geven van een impuls aan de gezondheidszorg toezicht
Health tech: Onderzoekers werken aan het combineren van sensoren met off-the-shelf contactlenzen voor een waaier van medische toepassingen.
De kans is groot, tenzij het een super warme dag of je bent gewoon over te leveren in een toespraak voor honderden VIPs, je hoeft niet veel na te denken over uw zweet. Het is een ongemak op zijn best, in verlegenheid gebracht op erger. Maar het is tijd om te stoppen met sniffy over zweet: dankzij een nieuwe generatie van sensor technologie, zweet helpt om te ontgrendelen de geheimen van de menselijke gezondheid en sport prestaties.
Tech bedrijven en biochemie onderzoekers zijn zich allang bewust van de mogelijkheden van het zweet, en zijn bezig met het produceren van sensoren die kunnen volgen en interpreteren van de vloeistof voor gebruik met inbegrip van de diagnose van de ziekte en helpt sporters hun prestaties te verbeteren. Sensoren die kan het analyseren van menselijk zweet hebben al meer dan een decennium, maar de recente ontwikkelingen in de sensor design en technologie betekenen dat systemen zijn snel naderende commercialisering.
Afgezien van water, zweet bevat allerlei andere stoffen uitgescheiden door het lichaam (met inbegrip van de afvalstoffen die bacteriën eten te veroorzaken lichaamsgeur). Het is een van de stoffen die kunnen helpen bij het openen van een venster in het lichaam van de interne werking, en of het gezond is of anderszins.
“Onder de vele lichaamsvloeistoffen, zweet zorgt voor een aanzienlijke hoeveelheid van de informatie over een patiënt status en is gemakkelijk toegankelijk, waardoor het geschikt is voor draagbare, niet-invasieve bio sensorische. Zweet bevat belangrijke elektrolyten, metabolieten, aminozuren, eiwitten, hormonen, die het mogelijk maakt het monitoren van metabole ziekten, fysiologische omstandigheden, of van een persoon intoxicatie niveau,” Stanford University onderzoekers schreven een paper over zweet sensoren gepubliceerd in de Wetenschap Vooruitgang.
Nextflex en GE-Elektronica hebben gewerkt aan een sensor die controleert uitdroging door het volgen van het volume en de make-up van het zweet. “Als we in staat zijn om de snelheid waarmee we zweten, en misschien is het bijhouden van de concentraties in het zweet op hetzelfde moment, kunnen we echt beginnen te krijgen van een maatregel van wat het lichaam gehydrateerd is,” zegt Scott Miller, Nextflex directeur van strategische programma ‘ s. Het systeem is getest met Navy piloten om hun hydratatie tijdens het werken.
Zweet sensoren kunnen een rol hebben dan fysieke gezondheid ook. Een team van de Stanford University heeft al een sensor voor het meten van cortisol, ook wel bekend als het ‘stress hormoon’, in het zweet. Hoewel dergelijke sensoren kunnen in de toekomst nuttig zijn voor de bewaking van stress in de toekomst, op de korte termijn, ze zijn meer kans om te worden gebruikt voor het bijhouden van aandoeningen waar de niveaus van cortisol te hoog of te laag is, zoals de ziekte van Addison of Cushing-syndroom.
ZIE: Sensor zou enterprise: IoT, ML, en big data (ZDNet speciale rapport) | Download het rapport als PDF (TechRepublic)
De medische toepassingen van zweet sensing zijn al onderzocht. Neem glucose, bijvoorbeeld – een soort suiker dat mensen met diabetes kan de strijd om het proces. Diabetici hebben vaak voor het meten van de glucose in hun bloed door het prikken met hun vingers, knijpen uit een druppel bloed, en vervolgens met behulp van een kleine monitor om hun bloedsuikerspiegel die het bevat. De vervanging van die invasieve testen met achtergrond sensing zou gemak de zelftesten lasten voor diabetici; zweet monitoring wordt onderzocht als een alternatief. Een team van Washington State University, heeft een 3D-geprinte flexibele glucose biosensor die kunnen worden verwerkt in draagbare systemen voor het bewaken van het gehalte aan suikers in het zweet.
Ook bij de monitoring van de respons op de behandeling; bij bepaalde aandoeningen, zweet sensoren kan uiteindelijk worden gebruikt voor het verbeteren van de diagnose van aandoeningen zoals cystic fibrosis. Cystic fibrosis is een erfelijke aandoening die ervoor zorgt dat de daling van de levensverwachting, is al gediagnosticeerd door middel van een zweettest, maar het is een onhandige procedure vergt tijd om te voeren, en het duurt dagen voor de resultaten terug te komen. Standaard zweet tests meten van de concentraties van chloride-ionen in het zweet als bewijs van ziekte; een sensor-gebaseerde test zou hetzelfde principe gebruiken, maar zou veel eenvoudiger te beheren en kan aanleiding geven tot onmiddellijke resultaten.
Het analyseren van bloed is de geneeskunde van de standaard manier van het meten van niveaus van verschillende stoffen in het menselijk lichaam, maar er zijn grenzen aan wat bloed kan u vertellen: het analyseren van bloed geeft een overzicht van het lichaam, de werking, en is tijdrovend en pijnlijk om te verzamelen. Zweet sensing zou toestaan medics om gegevens te verzamelen over een langere periode – hoe elektrolyten niveaus veranderen in een dag, bijvoorbeeld – in plaats van de één-en-klaar-informatie een bloedafname kan geven. Als de elektronica die nodig is voor het analyseren van het zweet zijn steeds kleiner wordend, data-analyse kan worden gedaan op de pols in real-time.
Dus waarom niet zweet analyse meer populair in de geneeskunde?
Het verzamelen van zweet voor de analyse is niet eenvoudig. Verschillende methoden zijn gebruikt in het verleden, met inbegrip van een hele lichaam diepspoel (precies zoals het klinkt), absorberende pads en macroducts, die vasthouden aan de huid en het verzamelen van zweet in kleine buizen. Problemen met de nauwkeurigheid, de middelen, hoe krijgen mensen het zweet op de vraag, en lekkage van het zweet van de collectie systeem (nee, echt) betekenen de tijd is rijp voor een nieuwe generatie van sensor-gestuurde systemen.
Omdat het verzamelen en analyseren van zweet is van oudsher tijdrovend en onhandig, het is een gebied dat relatief onvoldoende is onderzocht. Dankzij de komst van zweet sensoren en de gegevens die ze genereren, is het misschien tijd voor het geneesmiddel om een kijkje te nemen op de vloeistof.
“Ik denk dat niemand echt een kijkje genomen, omdat het niet in het verleden erg handig voor het verzamelen van nauwkeurige, heldere volumes van zweet van het lichaam,” zegt John Rogers, hoogleraar Materials Science and Engineering, Biomedical Engineering en Neurologische Chirurgie aan de Northwestern University, die heeft gewerkt aan rekbaar zweet sensoren.
“Veel van de onzekerheid op het niveau van de biologie, de apparaten kunnen maken van deze metingen zeer mooi, daar bestaat geen twijfel over dat. We kunnen kwantificeren deze concentraties in het fysiologisch relevante bereik in het zweet. Ik denk dat de grootste vraag is hoe werkt het zweet chemie correleert met bloed chemie”, zegt hij.
Als nog, er is geen consensus over de ideale setup voor zweet sensoren: sommige zijn gebaseerd op biochemische analyse, anderen op de bio-elektrische. De voormalige meten van de elektrische geleidbaarheid van het zweet te werken elektrolyt niveau in, terwijl de laatste maatregelen van de onderdelen van het zweet direct. De informatie wordt geanalyseerd in situ van microcontrollers of doorgegeven aan externe systemen voor analyse, met behulp van draadloze standaarden, zoals NFC of Bluetooth. Andere systemen maken gebruik van sensoren die zijn gescand met een smartphone apps te meten elektrolyten niveaus, afhankelijk van hoe de sensoren veranderen van kleur wanneer ze worden blootgesteld aan zweet.
ZIE: Wat is digitale gezondheid? Alles wat u moet weten over de toekomst van de gezondheidszorg
Er zijn andere problemen met het analyseren van zweet: de samenstelling van transpiratie verschilt van persoon tot persoon, en zelfs voor een individu kan wijzigen afhankelijk van factoren, zoals wat ze eten, dus moeten er systemen worden afgestemd op het individu unieke zweet patronen.
Er zijn ook technische problemen die moeten worden aangepakt, voordat het zweet sensoren kunnen worden gebruikt door medici of consumenten. Op de langere termijn, zweet sensing systemen moeten zo flexibel en rekbaar mogelijk en zorg ervoor dat ze kunnen worden gebruikt voor elk type huid.
“Een flexibel apparaat kon wikkel rond een eenvoudige kromming — bijvoorbeeld om uw pols — maar als u wilt dat apparaten die overeenkomen met de mechanische geometrieën van de verschillende delen van het lichaam, je hebt iets nodig dat niet alleen de bochten, maar is zacht en rekbaar. Het is een kritische mechanische attribuut toe te staan op een stabiele en onmerkbaar interface tussen toezicht biosensor technologieën en het menselijk lichaam, de huid in het bijzonder,” het Noordwesten van de Rogers zegt.
De elektronica-en de wetenschap van materialen achter zweet sensoren kan het nodig zijn sommige raffinage nog, maar het biedt wel een heerlijke vooruitzicht van een toekomst waarin een aantal medische tests kunnen worden uitgevoerd vanuit huis met alleen een draagbare patch. Wat meer is, het kan dat de consument als de pro atleten om het niveau van hun prestaties op basis van een geheel nieuwe bron van gegevens, het maken van zweet sensor technologie iets de moeite waard om warm en lastig gevallen over.
RECENTE EN GERELATEERDE INHOUD
Pharma bedrijven rekenen op cloud computing en AI te maken van de ontwikkeling van geneesmiddelen sneller en goedkoper
Bestemming cloud: Hoe organisaties in de gezondheidszorg zijn future-proofing strategie en activiteiten
Amazon Alexa gegeven een nieuwe NHS health advies rol: Maar hoe zit het met privacy van de patiënt?
Medtronic, IBM studie: Machine learning, app, glucose monitoring van hardware combo verbetert diabetes management
Kan het afspelen van deze video games echt zorgen dat u een betere arts?
De rol van de wetenschap en technologie in de geestelijke gezondheidszorg (TechRepublic)
Verwante Onderwerpen:
Het Internet van Dingen