Носимый переносной монитор дыхания. Исследователи из Калифорнийского университета в Ирвине разработали одноразовый, пригодный для носки монитор дыхания, который обеспечивает постоянные показания с высокой точностью. Он предназначен для помощи детям с астмой и муковисцидозом, а также с хроническими заболеваниями легких.

Парные датчики, один из которых расположен между девятым и десятым ребрами, а другой на животе, отслеживают частоту и объем дыхания пользователя, измеряя местную нагрузку на области применения. Фото: Джош Ким / UCI

Недорогие датчики были созданы инженерами-биомедиками UCI с использованием популярной детской игрушки Shrinky Dinks, тонких пластиковых листов, которые окрашены или нарисованы, а затем сжаты от тепла.

Расположенные в двух положениях — одно между девятым и десятым ребрами и другое на животе — устройства, похожие на пластыри, отслеживают частоту и объем дыхания пользователя, измеряя локальную нагрузку на области применения. Полученная информация может в случае астмы предупредить о предстоящей атаке.

«Нынешний стандарт медицинской помощи в мониторинге дыхания — это легочный функциональный тест, который часто труден для выполнения и ограничен с точки зрения моментального снимка, который он обеспечивает для респираторного здоровья пациента, а это означает, что иногда проблемы можно пропустить», — сказал Майкл Чу, исследователь аспиранта UCI. в области биомедицинской инженерии и ведущий автор статьи об инновациях, опубликованной сегодня в npj Digital Medicine . «Наши новые датчики растяжения позволяют пользователям ходить и ходить по жизни, собирая жизненно важную информацию о здоровье своих легких».

Устройства изготавливаются путем нанесения очень тонкого металлического слоя на лист пластиковой игрушки, а затем термоусадки, чтобы вызвать гофру. Затем пленка переносится на мягкий эластичный материал, похожий на небольшую повязку, который можно приклеить пациенту. Сигналы от встроенных датчиков могут передаваться через Bluetooth для отображения в приложении для смартфона.

Мишель Хайн, профессор биомедицинской инженерии UCI, в лаборатории которой были разработаны устройства, сказала, что она была вдохновлена ​​на внедрение инноваций после рождения сына девять месяцев назад. Осложнения требовали, чтобы новорожденный был ограничен отделением интенсивной терапии новорожденных, подключенным к множеству машин, снабжающих кислородом и контролирующих его дыхание.

«Несмотря на то, что все его крошечное тело было покрыто сенсорами, весь персонал больницы мог получить информацию о частоте дыхания. Если вы посмотрите на монитор жизненно важных функций, вы увидите эту форму волны, поэтому выглядело так, как будто они получали информацию о [объеме дыхания], но это не так», — сказал Хайн. «Я чувствовал себя таким беспомощным, когда мой ребенок лежал в этой коробке. Мне не позволяли носить его в течение восьми дней, так что это было душераздирающе — но также было неприятно видеть, как все эти провода подключены к нему, но не предоставил всю информацию, которую мы хотели».

Она сказала, что те дни, проведенные в больнице после рождения ее сына, сильно мотивировали ее в качестве биомедицинского инженера: «Я отправила несколько фотографий, на которых он был привязан к моим студентам, и сказала: «Мы должны быть в состоянии добиться большего успеха». чем это. Это 2018. Это безумие».

Лаборатория Кхина известна тем, что использует Shrinky Dinks в качестве платформы для медицинских применений. Около десяти лет назад она разработала игрушку для производства микрофлюидных устройств.

«Удивительно, что эта игрушка для детей позволила нам создать эти надежные датчики, которые могут однажды принести пользу детям и другим во всем мире», — сказала она.

Пока что сотрудники лаборатории Khine опробовали новую технологию на здоровых субъектах, но в ближайшие месяцы планируется провести пилотное исследование с небольшим количеством страдающих астмой.

По материалам phys.org