Draagbaar, tricorderachtig apparaat verhoogt gezondheids- en fitnessbewaking


Draagbaar, tricorderachtig apparaat verhoogt gezondheids- en fitnessbewaking

Star Trek Fans zullen bekend zijn met de tricorder - een apparaat dat in de fictieve tv-serie wordt gebruikt om gedetailleerde informatie over plaatsen en levende dingen te scannen en verzamelen. Nu hebben de onderzoekers de technologie naar de echte wereld gebracht, waardoor een draagbaar, tricorderachtig apparaat is ontstaan ​​dat tegelijkertijd biochemische en elektrische signalen in het menselijk lichaam kan meten.

De Chem-Phys patch is het eerste draagbare apparaat om tegelijkertijd biochemische en elektrische lichtsignalen te meten.

Beeldkrediet: Jacobs School of Engineering / UC-San Diego

Het apparaat - de 'Chem-Phys patch' genoemd - meet realtime niveaus van lactaat, een biochemische die als indicator van lichamelijke activiteit dient, evenals de elektrische werking van het hart.

Simpelweg, de nieuwe technologie controleert tegelijkertijd een persoon's fitnessniveau en hartfunctie en het is het eerste apparaat dat dat kan doen.

"Een van de overkoepelende doelen van ons onderzoek is het bouwen van een draagbaar tricorderachtig apparaat dat doorlopend een hele reeks chemische, fysieke en elektrofysiologische signalen kan meten," zegt collega-projectleider Patrick Mercier, van de Jacobs School Van Ingenieurswetenschappen aan de Universiteit van Californië-San Diego.

"Dit onderzoek is een belangrijke eerste stap om te laten zien dat dit mogelijk kan zijn."

Mercier en collega's onthullen hoe het apparaat is gecreëerd en hoe het werkt in een studie gepubliceerd in Natuur Communicatie .

Volgens het team heeft de meerderheid van de draagbare fitness trackers op dit moment alleen de mogelijkheid om één lichaamsignaal tegelijk te meten, zoals het aantal getroffen stappen of hartslag.

Bovendien hebben bijna geen van hen de mogelijkheid om chemische signalen, zoals lactaat, te meten.

Mercier en collega's zijn erop gericht deze kloof in het veld aan te pakken door een draagbare sensor te creëren die tegelijkertijd elektrische en biochemische lichaamsignalen kan meten.

Hoe is de Chem-Phys patch gemaakt?

De Chem-Phys patch is gemaakt van een dun, kleefstof, flexibel vel polyester, dat de onderzoekers vervaardigd met behulp van zeefdrukken.

Een lactaatwaarnemende elektrode bevindt zich in het midden van de pleister en twee elektrocardiogram elektroden (die de elektrische signalen van het hart hebben) zijn aan beide zijden gelegen.

De belangrijkste uitdaging waar het team geconfronteerd was, was ervoor te zorgen dat de signalen van elke elektrode elkaar niet interfereren, wat de resultaten zou kunnen scheiden.

De onderzoekers legden de elektroden op verschillende afstanden van elkaar af en testen welke afstand de interferentie best vermijdde. Zij vonden dat een afstand van 4 centimeter - ongeveer 1,5 inch - tussen de EKG-elektroden het beste kwaliteitssignaal leverde.

Bovendien moesten de onderzoekers ervoor zorgen dat de EKG-sensoren volledig los waren van de lactatesensor; Omdat de lactatesensor werkt met behulp van een kleine spanning, die door zweet kan doorgaan, het de kans heeft om EKG-aflezingen te verstoren.

Om ervoor te zorgen dat zweet alleen in contact komt met de lactatesensor, vermijdt de EKG-elektroden, werd een zacht, waterafstotend siliconenrubber aan het apparaat toegevoegd.

Vervolgens verbinden de onderzoekers elke sensor met een klein, op maat printplaat. Dit bestaat uit een microcontroller en een Bluetooth low energy chip, die de door het apparaat verzamelde informatie doorsturen naar een smartphone, smartwatch of laptop.

Apparaat zou kunnen profiteren van elite atleten, hartziekten patiënten

Voor hun studie hebben Mercier en collega's de Chem-Phys patch getest op drie mannen, aangezien ze 15-30 minuten van intensieve fietsen bezig waren.

Al drie mannen droegen de pleister op hun borst, dichtbij de basis van hun baarmoeder, en twee van de mannen droegen ook een commerciële hartslagmeter op hun pols.

De onderzoekers constateren dat de door de EKG-elektroden verzamelde data nauw overeenkomen met de gegevens die zijn verzameld door de commerciële hartslagmeter.

Bovendien bleek dat de informatie die door de lactatenensor werd verzameld, nauwkeurig overeenkomt met lactaatgegevens die werden verzameld tijdens de toenemende fysieke activiteit in eerdere studies.

Op basis van hun resultaten zijn de onderzoekers van mening dat hun Chem-Phys patch de mogelijkheid van een draagbaar fitnessapparaat dichterbij brengt, die tegelijkertijd een verscheidenheid aan lichaamsignalen meet.

De onderzoekers zeggen dat hun apparaat op een aantal gebieden nuttig kan blijken.

Er zou zeker belang zijn in de sportgeneeskunde gemeenschap over hoe dit soort sensaties kunnen helpen bij het optimaliseren van trainingsregimes voor elite atleten.

Het vermogen om ECG en lactaat tegelijkertijd te beoordelen, zou ook interessante mogelijkheden kunnen opleveren om personen met hart- en vaatziekten te voorkomen en / of te beheersen."

Dr. Kevin Patrick, Universiteit van Californië-San Diego

Het team is van plan om een ​​aantal verbeteringen aan te brengen op het apparaat, inclusief de toevoeging van sensoren die andere vitale tekens en chemische markers kunnen meten, zoals magnesium en kalium.

Lees over een draagbare zweet sensor die dehydratie en vermoeidheid kan controleren.

Intergraph® Visual Vessel Design: Better Pressure Vessel Design & Analysis (Video Medische En Professionele 2018).

Sectie Kwesties Op De Geneeskunde: Medische praktijk