Nositeľné zariadenie čerpá z hviezdice pre lepšie monitorovanie zdravia srdca
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 8. 4. 2025
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Ak je niekto postihnutý srdcovým ochorením, je dôležité, aby sa jeho srdcová aktivita monitorovala čo najčastejšie a najpresnejšie. Experimentálne nové nositeľné zariadenie je pritom navrhnuté tak, aby to dokázalo čo najlepšie zabezpečiť. A to pomocou kopírovania štruktúry tela hviezdice.
Pokiaľ ide o kontrolu srdca ľudí, technika známa ako Dopplerov ultrazvuk je jednou z najčastejšie používaných metód. Musí sa však vykonať počas návštevy kliniky a vyžaduje, aby pacient zostal imobilný. To znamená, že neposkytuje skutočný obraz o tom, ako srdce danej osoby funguje väčšinu času, počas väčšiny bežných činností.
Jedna alternatíva spočíva v tom, že pacient má na sebe systém, ktorý monitoruje a zaznamenáva jeho srdcovú aktivitu v priebehu niekoľkých dní počas bežného života. Aby bolo možné zaznamenávať rôzne typy srdcových signálov, tieto systémy musia zvyčajne obsahovať viacero senzorov, z ktorých každý má len jeden bod kontaktu s pokožkou. Výsledkom je, že takéto nastavenia bývajú zložité, ťažkopádne a nepohodlné.
Tu prichádza na rad nové nositeľné zariadenie inšpirované morskými hviezdicami, ktoré vyvinuli Sicheng Chen, Zheng Yan a kolegovia z Univerzity v Missouri. Toto päťramenné zariadenie s flexibilným polymérovým telom sa prilepí na kožu okolo srdca pacienta. Nie sú pritom potrebné žiadne ďalšie nositeľné komponenty.
Na konci každého ramena je „snímacia podložka“ pozostávajúca z akcelerometra a elektródy. Medené obvody prebiehajú od každej z týchto podložiek, po dĺžke ramena, k elektronickému rozbočovaču v strede. Tento rozbočovač okrem iného obsahuje 32-bitový mikropočítač, modul Bluetooth, nabíjateľnú batériu a bezdrôtové nabíjacie cievky.
Snímacie podložky zaznamenávajú srdcové signály elektrokardiogramu (EKG), seizmokardiogramu (SCG) a gyrokardiogramu (GCG) – EKG je elektrická aktivita srdca, zatiaľ čo SCG a GCG sú mechanické. Podložky tiež zaznamenávajú mechanické signály generované pohybmi tela, ktoré nesúvisia so srdcom.
Všetky tieto údaje najprv spracuje palubný počítač, potom sa bezdrôtovo prenesú do blízkeho smartfónu alebo tabletu na ďalšiu analýzu pomocou algoritmov založených na strojovom učení. To sa deje 10-krát za sekundu. Na účely štúdie boli algoritmy trénované na srdcových údajoch od 16 zdravých dobrovoľníkov a od 18 ľudí s rôznymi srdcovými ochoreniami.
Pri testovaní sa ukázalo, že technológia je na viac ako 91 percent presná pri identifikácii srdcových chorôb, ako je fibrilácia predsiení, infarkt myokardu (srdcový infarkt) a srdcové zlyhanie. Časť dôvodu vysokej presnosti, ktorá by sa mala s ďalším vývojom zariadenia ešte zlepšovať, spočíva v schopnosti technológie rozlišovať medzi pohybmi srdca a inými pohybmi.
Vo svojej súčasnej prototypovej podobe zariadenie váži iba 1,7 gramu a môže bežať až osem hodín, kým ho bude potrebné bezdrôtovo nabiť, zatiaľ čo je stále na tele nositeľa. V súčasnosti je prilepené k pokožke hrudníka pomocou vodivého gélu, ale budúce verzie by mali používať priedušnejší a pohodlnejší materiál.
„Väčšina súčasných zariadení sa zameriava na zachytenie iba jedného signálu alebo vyžaduje samostatné zariadenia na sledovanie viacerých signálov súčasne,“ hovorí Chen. „Toto nám umožňuje poskytnúť úplnejší obraz o zdraví niekoho srdca.“
Článok o výskume bol nedávno publikovaný v magazíne Science Advances.
