Smart kontaktlinser kan give et løft til sundhedsydelser overvågning
Health tech: Forskere, der arbejder på at kombinere sensorer med off-the-shelf kontaktlinser for en række medicinske applikationer.
Chancerne er, medmindre det er en super-varm dag, eller du bare om at holde en tale foran hundredvis af Vip ‘ er, du tror ikke meget om din sved. Det er en ulempe, i bedste fald, en forlegenhed ved det der er værre. Men det er tid til at stoppe med at være sniffy om sved: takket være en ny generation af sensor teknologier, sved er med til at låse op for hemmelighederne af den menneskelige sundhed og sport performance.
Tech virksomheder og biokemi forskere har længe været klar over, at mulighederne for at svede, og har arbejdet på at producere sensorer, der kan overvåge og fortolke væske til anvendelser, herunder diagnosticering af sygdommen og hjælpe atleter med at forbedre deres præstationer. Sensorer, der kan analysere menneskers sved har eksisteret i over et årti, men den seneste udvikling i sensor design og teknologi betyder, at systemer er hurtigt nærmer sig kommercialisering.
Bortset fra vand, sved indeholder alle mulige andre stoffer, der udskilles fra kroppen (herunder affaldsprodukter, at bakterier spise for at forårsage krop lugt). Det er de stoffer, der kan bidrage til at åbne et vindue ind i kroppens indre funktioner, og om det er sundt eller på anden måde.
“Blandt mange kropsvæsker, sved, indeholder en betydelig mængde af information om en patients sundhedstilstand, og er let tilgængelig, hvilket gør det velegnet til bærbare, noninvasive biosensorer. Sved indeholder vigtige elektrolytter, metabolitter, aminosyrer, proteiner og hormoner, som tillader overvågning af metaboliske sygdomme, fysiologiske betingelser, eller en person, der er forgiftning niveau,” Stanford University forskere skrev i en artikel om sved sensorer, der er offentliggjort i Videnskabelige Fremskridt.
Nextflex og GE Electronics har arbejdet på en sensor, der overvåger dehydrering ved at spore mængden og gøre op af sved. “Hvis vi er i stand til at spore den hastighed, hvormed vi er i sveden, og måske spore koncentrationer i sved på samme tid, vi virkelig kan begynde at få en måling af, hvad kroppens tilstand af hydrering,” siger Scott Miller, Nextflex ‘ s direktør for strategiske programmer. Systemet er blevet testet med Navy piloter, til at spore deres hydrering, mens du arbejder.
Sved sensorer, der kan have en rolle ud over den fysiske sundhed også. Et team på Stanford University har allerede indbygget en sensor, der kan måle cortisol, undertiden kendt som “stress-hormon”, i sved. Mens sådanne sensorer kan være nyttigt for at overvåge stress i fremtiden, på kort sigt, er de mere tilbøjelige til at være bruges til sporing af sygdomme, hvor niveauet af cortisol er for høj eller for lav, f.eks Addison ‘ s sygdom eller Cushing syndrom.
SE: Sensoren vil virksomheden: IoT, ML, og big data (ZDNet særlige rapport) | Download rapporten som PDF (TechRepublic)
Den medicinske anvendelser af sved sensing er allerede ved at blive undersøgt. Tage glukose, for eksempel – en type sukker, at mennesker med diabetes kan kamp for at behandle. Diabetikere har ofte til at måle sukkerniveauet i deres blod, som stikker deres finger, at klemme en dråbe blod, og derefter ved hjælp af en lille skærm, for at teste deres sukker niveauer, det indeholder. Udskiftning af at invasive undersøgelser med baggrund sensing ville lette self-test byrde for diabetikere, sved overvågning er ved at blive undersøgt som et alternativ. Et team i Washington State University, har for eksempel skabt en 3D-printet fleksibel glucose biosensor, der kan indgå i bærbare systemer til at overvåge sukker niveauer i sved.
Samt overvågning svar til behandling af visse sygdomme, sved sensorer kan i sidste ende bruges til at forbedre diagnosticering af sygdomme som cystisk fibrose. Cystisk fibrose, en arvelig sygdom, som forårsager reduceret den forventede levetid, er allerede diagnosticeret gennem sved test, men det er en klodset procedure, der tager tid at gennemføre, og tager dage for at få resultaterne til at komme tilbage. Standard sved test måler koncentrationer af klorid-ioner i sved som tegn på sygdom; en sensor-baseret test ville bruge samme princip, men ville være langt lettere at administrere og kan give øjeblikkelige resultater.
Analysering af blod er blevet medicine ‘ s standard måde at måle niveauet af forskellige stoffer i den menneskelige krop, men der er grænser for, hvad blodet kan fortælle dig: at analysere blod giver dig et øjebliksbillede af kroppens funktioner, og er tidskrævende og besværlige at samle. Sved sensing ville give læger mulighed for at indsamle data over en længere tidshorisont – hvordan elektrolyt niveauer ændres på en dag, for eksempel – i stedet for den ene-og-færdig oplysninger en blodprøve kan give. Som elektronik er nødvendige for at analysere sved er støt faldende, analyse af data kan gøres på håndleddet i real-tid.
Så hvorfor ikke sved analyse mere populære i medicin?
Indsamling af sved for analyse er ikke så let. Flere metoder har været anvendt i fortiden, herunder hele kroppen afspuling (lige, hvad det lyder som), absorberende puder og macroducts, som klæber til huden og indsamle sved i små rør. Problemer med nøjagtigheden, ressourcer, hvordan man får mennesker til at svede-on-demand, og udsivning af sved fra system til indsamling af (nej virkelig) mener, at tiden er moden for en ny generation af sensor-drevne systemer.
Fordi indsamling og analyse af sved har traditionelt været tidskrævende og klodset, det er et område, der er blevet relativt uudforskede. Takket være fremkomsten af sved sensorer og data, de genererer, kan det være tid for medicin for at tage et nærmere kig på væsken.
“Jeg mener, at ingen er virkelig taget et kig på, fordi det har ikke tidligere været meget praktisk at samle præcis, uberørte mængder af sved fra kroppen,” siger John Rogers, der er professor i Materialer, Videnskab og Teknik, Biomedicinsk Teknik og nervesygdomme ved Northwestern University, der har arbejdet på strækbar sved sensorer.
“En masse af den usikkerhed, der er på niveau med den biologi, de enheder, der kan foretage disse målinger meget pænt, er der ingen tvivl om. Vi kan kvantificere disse koncentrationer på tværs af fysiologisk relevante udvalg i sved. Jeg tror, det største spørgsmål er, hvordan gør sved kemi korrelerer til blod kemi,” siger han.
Endnu, der er ingen konsensus om det ideelle setup til sved sensorer: nogle er baseret på biokemiske analyser, andre på bioelektriske. Den tidligere måling af den elektriske ledningsevne af sved til at arbejde ud elektrolyt niveauer, mens sidstnævnte foranstaltninger dele af sved direkte. De oplysninger, der er enten analyseret i stedet ved at microcontrollere eller gået tilbage til eksterne systemer til analyse, ved hjælp af trådløse standarder som f.eks NFC eller Bluetooth. Andre systemer bruger sensorer, der er scannet af smartphone apps, til at måle elektrolyt niveauer alt efter, hvordan de sensorer, der skifter farve, når de udsættes for sved.
SE: Hvad er digital sundhed? Alt, hvad du behøver at vide om fremtiden for sundhedsydelser
Der er andre problemer med analyse af sved: sammensætningen af sved varierer fra person til person, og selv for en person der kan ændre sig, afhængigt af faktorer, herunder hvad de spiser, så systemerne bliver nødt til at være tilpasset til den enkeltes unikke sved mønstre.
Der er også tekniske problemer, der skal løses, før sved sensorer, der kan anvendes med enten læger eller forbrugere. På længere sigt, sved sensing systemer bliver nødt til at være så fleksibel og strækbar som muligt for at sikre, at de kan bruges til alle typer af huden.
“En fleksibel enhed, kunne wrap omkring en enkelt krumning-for eksempel omkring dit håndled-men hvis du ønsker udstyr, der passer til den mekaniske geometrier af forskellige dele af kroppen, du har brug for noget, der ikke kun bøjninger, men er blød og strækbar. Det er en afgørende mekanisk attribut at tillader en stabil og umærkelig interface mellem overvågning biosensor teknologi og den menneskelige krop, hud i særdeleshed,” Nordvestlige s Rogers siger.
Elektronik og materialer, videnskaben bag sved sensorer kan have brug for nogle raffinering endnu, men det gør tilbyde et fristende udsigt til en fremtid, hvor nogle medicinske tests kan udføres fra hjemmet, der kun bruger en bærbar patch. Hvad mere er, det kan gøre det muligt for forbrugerne såvel som pro atleter til niveau op, at deres resultater er baseret på en helt ny kilde til data, der gør sved sensor teknologi noget værd at få varme og plaget om.
DE SENESTE OG RELATERET INDHOLD
Pharma virksomheder, der regner med, at cloud computing og AI til at gøre udvikling af nye lægemidler hurtigere og billigere
Destination cloud: Hvordan sundhedssektoren organisationer er fremtidssikring strategi og drift
Amazon Alexa givet nye NHS rådgivning om sundhed rolle: Men hvad med patientens personlige?
Medtronic, IBM undersøgelse: Machine learning, app, glucose monitoring hardware combo forbedrer håndtering af diabetes
Kan spille disse videospil virkelig gøre dig til en bedre læge?
Den rolle data videnskab og teknologi i psykiatrisk behandling (TechRepublic)
Relaterede Emner:
Tingenes Internet