Biosensory: przegląd czujników biomedycznych, które zmieniają nasze życie

Lekarzy od zawsze interesowało, co kryje się w ludzkim ciele. Oczywiście najszybciej stwierdzi się to, rozkładając człowieka na kawałki. Tylko że wtedy nie dowiemy się, jak funkcjonuje organizm pacjenta, i nie możemy już mu pomóc. Dlatego też nic dziwnego, że jednym z bardziej dynamicznie rozwijających się rynków jest rynek czujników, dzięki którym otrzymujemy informacje na temat pracy różnych narządów. Szacuje się, że do roku 2017 przychód ze sprzedaży czujników osiągnie 5,6 miliarda dolarów. Zanim jednak czujniki, tak jak aplikacje, będą już prawie do wszystkiego, zobaczmy, co w tej chwili oferują nam ich producenci.

 Athos

Nawet najlepszy trener osobisty nie powie nam, jak w czasie treningu dokładnie pracują nasze mięśnie. Skierowany głównie do osób uprawiających sport system czujników Athos, jak obiecują jego twórcy, przeanalizuje WSZYSTKO. Wystarczy założyć specjalne (całkiem twarzowe, przewiewne i pochłaniające pot) ubranie z czytnikami, żeby dowiedzieć się, jak pracują nasze mięśnie klatki piersiowej, ramion, rąk, pleców, pośladków i czworogłowe uda. Oczywiście system rejestruje także tętno i częstość oddechów użytkownika. Siłą Athosa nie jest jednak zapisywanie wyników, ale przede wszystkim ich analiza (dokonywana po przekazaniu wyników za pomocą technologii Bluetooth na smartfona). Dowiemy się, jak intensywnie pracują nasze mięśnie, jak jest z naszą równowagą, czy nawet poceniem się (które może być całkiem intensywne, jeśli weźmiemy pod uwagę, ile kosztuje cały zestaw Athos). Później otrzymujemy porady, w jaki sposób poprawić nasze osiągnięcia, a także uniknąć kontuzji (czyżby minikonkurencja dla lekarzy ortopedów?). Wszystkie wyniki zapisywane są też z sesji na sesję, dzięki czemu widzimy, jakie robimy postępy.

Strona www

Dostępne

Cena: męski zestaw na górną część ciała 398 dolarów

męski zestaw na dolną część ciała 348 dolarów

Elastyczny czujnik do zbierania energii

Rozwiązaniem rodem jak z powieści science fiction jest czujnik opracowany przez naukowców z uniwersytetu Illinois w Urbanie-Champaign, dzięki któremu ruch takich części ciała, jak serce czy płuca, przetwarzany jest na energię, która potem może być wykorzystywana do zasilania urządzeń wszczepialnych, np. rozrusznika serca (dzięki czemu będą one działały dłużej niż obecne, zasilane bateriami, modele). Na razie badania przeprowadzono na sercach, przeponach i płucach wołu, owcy i świni (przy otwartej i zamkniętej klatce piersiowej), a naukowcy zauważyli, że taki czujnik musi być wyjątkowo elastyczny, aby nie ograniczać pracy mięśnia sercowego. Elastyczność badanego urządzenia została sprawdzona podczas 20 milionów cykli pracy, wykazano też, że czujnik nie wywoływał toksycznej reakcji.

HealthPatch

Produkt reklamowany za pomocą jakże trafnego sloganu, który pasuje do wszystkich czujników: Dowiedz się więcej, dowiedz się wcześniej, zareaguj szybciej. HealthPath to czujnik biometryczny, który umieszcza się na skórze klatki piersiowej w jednorazowym plastrze (na tyle dyskretnym, że można nosić go bez problemów pod ubraniem, co więcej, można się w nim kąpać czy brać prysznic), mierzący takie parametry, jak częstość bicia serca (przeprowadzany jest też odczyt EKG), częstość oddechów i temperaturę skóry. Zebrane dane oczywiście przesyłane są na urządzenie mobilne za pomocą technologii Bluetooth. Czujnik ten skierowany jest do różnorodnych grup użytkowników, np. sportowców czy osób w podeszłym wieku (czujnik ocenia postawę ciała i zapisuje, jak często osoba go nosząca ma zaburzenia równowagi).

Strona www

Dostępne: na razie niedostępne (sensory dostały akcept FDA)

Cena: planowana około 199 dolarów

Hexoskin

Hexoskin to kolejne wyposażone w czujniki ubranie (czarny, przepuszczający powietrze podkoszulek, który można prać) przeznaczone dla osób uprawiających sport. Czujniki zbierają dane dotyczące intensywności wysiłku oraz jego tolerancji (częstość i regularność tętna, częstość oddechów, maksymalne zużycie tlenu, tętno maksymalne i szybkość jego normalizacji po zakończonym wysiłku), a także jakości snu, i przesyłają je za pomocą technologii Bluetooth na urządzenie mobilne (oczywiście czujnik współpracuje też z Apple Watch). Twórcy Hexoskin reklamują go jako urządzenie mające pomagać w prowadzeniu zdrowego trybu życia i jest on niewątpliwie skierowany do osób zdrowych, a nawet bardzo zdrowych (obecnie używany jest przez Kanadyjską Agencję Kosmiczną i olimpijczyków).

Co ciekawe, na targach CES 2015 miał premierę pierwszy na świecie biometryczny podkoszulek dla dzieci i nastolatków (Hexoskin Junior). Rodzice, którzy chcą, aby ich dziecko zostało w przyszłości doskonałym sportowcem, muszą liczyć się jednak ze sporym wydatkiem, bo sama koszulka kosztuje 149,99 dolarów, a wszyscy wiemy, jak szybko rosną dzieci.

Strona www

Dostępne

Cena: 399 dolarów

MyoLink

MyoLink to znajdujący się obecnie w fazie testów umieszczany na skórze sensor z oprogramowaniem open-source, który mierzy aktywność elektryczną mięśni (dzięki czemu dowiadujemy się, jak pracują, czy są dobrze rozgrzane i jak bardzo zmęczone), mózgu (odczyt EEG) i serca (odczyt EKG). Dane są następnie przekazywane na smartfona, ale też mogą być przechowywane w czujniku. Dzięki czujnikowi można uniknąć urazów podczas uprawiania sportu, monitorować poziom stresu, a także… dojechać bezpiecznie do celu podróży (jeśli czujnik umieścimy na głowie, może on odczytywać spadki naszej koncentracji i budzić nas alarmem, kiedy przyśniemy za kierownicą).

Strona www

Dostępne: data nieznana

Cena: nieznana

OMsignal

W ostatnich latach bardzo aktualnym tematem jest kwestia nadrozpoznawalności schorzeń. Dzięki czujnikom może pojawić się nowe pojęcie: nadinformacji. Na filmie z 2013 roku reklamującym OMsignal, koszulkę z wbudowanymi czujnikami (odczyt EKG, informacje o tętnie, oddechu, aktywności i poziomie stresu użytkownika), widzimy kobietę w zaawansowanej ciąży, która nawet podczas mającej ją uspokajać jogi odbiera na komórce informacje dotyczące stanu zdrowia członków jej rodziny (tętno ojca jest zbyt wysokie a mąż jest zestresowany przed spotkaniem w pracy).

Całe szczęście w tym roku jasne stało się, że technologia OMsignal, podobnie jak Hexoskin, skierowana jest głównie do sportowców. W sierpniu na rynku pojawiła się koszulka sportowa sygnowana przez znanego projektanta Ralpha Laurena, wykorzystująca właśnie technologię OMsignal (PoloTech SmartShirt).

Strona www

Dostępne

Cena: Polo Tech SmartShirt 295 dolarów

Proteus Digital Health

Bardzo ciekawą propozycją (i oddechem od różnych wyposażonych w czujniki koszulek sportowych) jest Proteus Digital Health, dzięki któremu możemy przybliżyć się nieco bardziej do rozwiązania problemu stosowania się do zaleceń lekarza, jeśli chodzi o zażywanie leków. Jest to szczególnie ważne w dobie politerapii i zwiększającej się populacji osób starszych, cierpiących na wiele różnych chorób przewlekłych. Uważa się, że w krajach rozwiniętych nawet do 50% osób chorujących na choroby przewlekłe nie zażywa odpowiednio leków (w samych Stanach Zjednoczonych roczne koszty wynikające z niewłaściwego przyjmowania leków szacuje się na 100-300 miliardów dolarów). Jest to szczególnie widoczne w takich chorobach jak choroba dwubiegunowa czy choroba Alzheimera.

Proteus Digital Health to naklejany na skórę biometryczny plaster oraz czujniki wielkości czubka ołówka. Czujnik, który pacjent połyka razem z lekiem, jest trawiony w żołądku, a informacje o zażyciu leku są przekazywane do plastra. Następnie zostają one przesłane na urządzenie przenośne pacjenta i jeśli wyrazi na to zgodę, do jego opiekuna i lekarza. Dodatkowo odczytywane są informacje dotyczące jakości snu i poziomu aktywności użytkownika. Proteus Digital Health jest pierwszym zaakceptowanym przez FDA systemem do mierzenia stosowalności się do zaleceń lekarza. Jest on też testowany we współpracy z angielskim NHS.

Strona www

Dostępne: data nieznana

Cena: nieznana

Sensoria Fitness Socks

Koszulki to nie jedyna część garderoby biegacza, w której można umieścić czujnik mierzący liczbę zrobionych przez niego kroków, szybkość, spalone kalorie i przebytą odległość. Twórcy Sensoria Fitness umieścili czujnik w… skarpetkach. Dzięki temu zapisuje on również takie informacje, jak rytm biegu, ustawienie nóg czy rozłożenie wagi w czasie ruchu (co jest bardzo przydatne, jeśli chcemy długo cieszyć się sprawnymi kolanami). Czujnik przesyła dane do elektronicznej bransoletki na nodze i oczywiście współpracuje z wyposażoną w czujniki… koszulką tej samej firmy.

Strona www

Dostępne

Cena: 199 dolarów

Smart Tooth

Niektóre rozwiązania z wykorzystaniem czujników są, delikatnie mówiąc, przedziwne. Naukowcy z uniwersytetu w Tajpej, stolicy Tajwanu, opracowali prototyp czujnika, który umieszcza się w sztucznym zębie. A to wszystko po to, aby zbierać informacje o tym, kiedy nosząca czujnik osoba kaszle, pali papierosy, pije alkohol, mówi czy oddycha. W ten sposób czarno na białym będzie się wiedziało, że się za dużo pali, pije, je czy mówi (kiedy wyda się kilkaset dolarów na taki czujnik i tak nie będzie nas stać na palenie, alkohol czy nawet jedzenie). Całe szczęście twórcy „mądrego zęba” mają także w planach opracowanie wersji czujnika, którą będzie się mogło umieszczać w plombie. Myślą także o odczytywaniu bardziej przydatnych parametrów, np. świadczących o kwasicy ketonowej.