Vékonyabb és okosabb - ők jelentik az egészségügy jövőjét
A bőrérzékelők forradalmasítják a diagnosztikát és a betegellátást
08:11 | 2019. július 23. | 0 megjegyzés
A vékony, rugalmas, vezeték nélküli betegellenőrző rendszerek, amelyek tapadnak a bőrön, kezdik átalakítani az egészségügyet azáltal, hogy pontosabbá és személyre szabottabbá teszik az orvostudományt - írta a Nature magazin az új technológiákkal kapcsolatos kommentárjában.
A hajlékony tapaszokba, kötszerekbe vagy tetoválásokba szőtt érzékelők, számítógépek és adók sok korai változata csak az idegtudományban végzett tesztek tucatjaiban fejlődött ki, és számuk gyorsan növekedett.
Egy évtizeden belül sokan folyamatosan viselik az ilyen bőrérzékelőket. Az általuk gyűjtött adatok számítógépes algoritmusokat működtetnek az életfontosságú jelek nyomon követésére, a rendellenességek felderítésére és a kezelés nyomon követésére.
Ez lehetővé teszi az orvosi problémák korábbi felfedezését, az orvosok otthon tartózkodása alatt távolról is figyelemmel kísérhetik betegeik gyógyulását, és csak akkor tudnak beavatkozni, ha állapotuk romlik. Mindez javítja a prognózist és a diagnózist, és biztonságosabbá és hatékonyabbá teszi az egészségügyet.
Hol tartunk most?
A biointegrált érzékelők első generációja nyomon követheti a biofizikai jeleket, mint például a pulzus, a légzés, a hőmérséklet és a mozgás. Fejlettebb rendszerek is megjelennek, amelyek nyomon követhetik bizonyos biomarkereket (például a glükózt), valamint olyan tevékenységeket, mint a nyelés és a beszéd.
Sok kisvállalkozás olyan puha bioszenzoros rendszerekkel kereskedik, amelyek folyamatosan mérik a klinikai adatokat. Például a Zio eldobható tapasz 14 napig figyeli a szív elektromos impulzusait, és hatékonyabb, mint az időszakos kórházi vizsgálatok az aritmiák észlelésében. De terjedelmes és ideiglenes, és az adatokat használat után le kell tölteni, ahelyett, hogy valós időben továbbítanák őket.
A fejlettebb érzékelők klinikai vizsgálatokon mennek keresztül. Ide tartoznak a pulzus, a légzés és a hőmérséklet még kisebb érzékszervi hálózatai is. Vezeték nélkül továbbíthatják az adatokat és elég puhák ahhoz, hogy a koraszülöttek mellére helyezzék anélkül, hogy sérülnék törékeny bőrükön. Nem szükséges, hogy ápolónők, orvosok vagy szülők szakítsák meg az erdőt kábelektől, amikor el akarják vinni a babát.
Sokkal több kihívást kell azonban leküzdeni ahhoz, hogy az érzékelők széleskörű használatra alkalmasak legyenek. Az anyagokkal, eszközökkel és formatervezéssel kapcsolatos újításoknak a puha bioszenzorokat még kisebbekké, vékonyabbá, könnyebbé és kevesebb energiát igénylővé kell tenniük. Javítani kell a mérések pontosságán, pontosságán és tartományán. Az adatok szabályozása, költsége, felhasználása és biztonsága szintén figyelmet igényel.
Biomarkerek
Az USA Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hivatala (FDA) által jóváhagyott összes rugalmas érzékelőrendszer eddig biofizikai jeleket gyűjt. A biokémiai mutatókat, például a glükóz- vagy hormonszintet nehéz összegyűjteni anélkül, hogy tűkkel átszúrnánk a bőrt.
Néhány feltörekvő eszköz úgy gyűjti a folyadékot, hogy rostot juttat a bőrbe. A vegyi anyagok verejtékben történő kimutatása ígéretes alternatíva. A verejték számos mutatót tartalmaz, amelyek a sejtek egészségével és a szervek működésével (például elektrolitokkal), az immunrendszerrel (citokinek) és a gyógyszerkölcsönhatásokkal (metabolitok) kapcsolatosak. A verejtékérzékelők fejlesztése folyamatban van, amelyek megfogják a kloridot, a glükózt, a laktátot, a karbamidot, a kreatinint, az alkoholt, a pH-t és még a nehézfémeket is. A verejték fehérje- és hormonszintjének számszerűsítése tovább növeli ezen érzékelők alkalmazhatóságát.
Az érzékelőknek azonban képesnek kell lenniük a verejték összegyűjtésére és elemzésére szennyeződés vagy szétesés nélkül, és ehhez új kémiai vizsgálatokra és elemzésekre is szükség lesz.
Diagnózis
A képalkotó és a spektroszkópiai képességek lehetővé teszik a test valós idejű diagnosztizálását. Ha az ilyen rendszereket miniatürizálják, akkor biopszia vagy műtét nélkül diagnosztizálhatják a bőrdaganatokat. Jelenleg még mindig drágák, terjedelmesek és vezetékesek.
Gyógyszerek
A bőrérzeteket keltő eszközök, például rezgés, javíthatják a rehabilitációt. Ezenkívül a gyógyszerek bőrfoltokkal is szállíthatók, amelyeket már a tengerbetegség (szkopopolamin), a fájdalom (fentanil), a fogamzásgátlás (norelgestromin és etinilösztradiol) és a magas vérnyomás (klonidin) kezelésére használnak.
Az érzékelők elektromos vagy hőstimulációt is képesek nyújtani a neurológiai rendellenességek vagy a fájdalomcsillapítás kezelésére.
Implantátumok
Vékony és rugalmas implantátum lehet a szív vagy a gerinc köré tekerni, hogy figyelemmel kísérje és stimulálja őket. Az agy elektromos aktivitását nyomon követő vékony, rugalmas technológiák bemutatását egereken, teheneken és főemlősökön tesztelték.