Этот тип датчика мог облегчить оценивать больных травмой, контролировать солдат в сражении, выполнять долгосрочную оценку пациентов с хроническими болезнями или улучшать обучение профессиональным и спортсменам-любителям, говорят исследователи.Новый датчик вычисляет сердечный ритм и частоту дыхания от отличительных звуковых волн, произведенных биением сердца и ингаляцией и выдохом легких.
«Посредством характеристики акустической волны, зарегистрированной от различных частей трактата GI, мы нашли, что могли измерить и сердечный ритм и дыхательный уровень с хорошей точностью», говорят Джованни Траверсо, филиал исследования в Институте Коха MIT Интегральных Исследований рака, гастроэнтеролога в Центральной больнице Массачусетса и одного из ведущих авторов статьи, описывающей устройство в выпуске 18 ноября журнала PLOS One.Другой ведущий автор газеты – Грегори Сиссарелли, объединенный сотрудник в Lincoln Laboratory MIT.
Ведущие авторы – Роберт Лангер, профессор Института Дэвида Х. Коха в MIT и член Института Коха, и Альберт Свистон, технический сотрудник в Lincoln Laboratory.Ощущение изВрачи в настоящее время измеряют основные показатели жизнедеятельности, такие как сердечный и дыхательный уровень, используя методы включая электрокардиограммы (кардиограмма) и пульс oximetry, которые требуют контакта с кожей пациента. Эти основные показатели жизнедеятельности могут также быть измерены с носимыми мониторами, но тем часто неудобно, чтобы износиться.
Вдохновленный существующими заглатываемыми устройствами, которые могут измерить температуру тела и других, которые берут внутренние изображения пищеварительного тракта, исследователи намереваются проектировать датчик, который измерил бы сердечный и дыхательный уровень, а также температуру, из пищеварительного тракта.Самый простой способ достигнуть этого, они решили, будет состоять в том, чтобы слушать тело, используя маленький микрофон. Слушание звуков груди является одним из самых старых медицинских диагностических методов, осуществленных Гиппократом в древней Греции.
С 1800-х врачи использовали стетоскопы, чтобы слушать эти звуки.Исследователи по существу создали «чрезвычайно крошечный стетоскоп, который Вы можете глотать», говорит Свистон. «Используя тот же самый датчик, мы можем собрать и Ваши сердечные звуки и Ваши звуки легкого.
Это – одно из преимуществ нашего подхода – мы можем использовать один датчик, чтобы получить два сведения».Чтобы перевести эти акустические данные на сердечный ритм и частоту дыхания, исследователи должны были создать обрабатывающие системы сигнала, которые отличают звуки, произведенные сердцем и легкими друг от друга, а также от фонового шума, произведенного пищеварительным трактом и другими частями тела.Весь датчик о размере поливитаминной таблетки и состоит из крошечного микрофона, упакованного в силиконовую капсулу, наряду с электроникой, которая обрабатывает звук и с помощью беспроводных технологий посылает радио-сигналы внешнему приемнику с диапазоном приблизительно 3 метров.В тестах вдоль трактата GI свиней исследователи нашли, что устройство могло точно взять сердечный ритм и дыхательный уровень, даже когда условия, такие как количество перевариваемой еды были различны.
Лучший диагнозИсследователи ожидают, что устройство оставалось бы в пищеварительном тракте в течение только дня или два, таким образом, для долгосрочного контроля, пациенты будут глотать новые капсулы по мере необходимости.Для вооруженных сил этот вид заглатываемого устройства мог быть полезен для контроля солдат для усталости, обезвоживания, тахикардии или шока, говорят исследователи. Когда объединено с температурным датчиком, это могло также диагностировать гипотермию, гипертермию или лихорадку от инфекций.
В будущем исследователи планируют проектировать датчики, которые могли диагностировать болезни сердца, такие как неправильные сердечные ритмы (аритмии) или проблемы с дыханием включая эмфизему или астму. В настоящее время врачи требуют, чтобы пациенты носили ремень безопасности (Holter) монитор максимум в течение недели, чтобы обнаружить такие проблемы, но они часто не создают диагноз, потому что пациенты – неудобное ношение их 24 часа в день.«Если бы Вы могли бы глотать устройство, которое прислушалось бы к тем патологическим звукам, вместо того, чтобы носить электрический монитор, который улучшит терпеливое соблюдение», говорит Свистон.
Исследователи также надеются создать датчики, которые не только диагностировали бы проблему, но также и поставили бы препарат, чтобы рассматривать его.«Мы надеемся, что однажды в состоянии обнаружить определенные молекулы или болезнетворный микроорганизм и затем поставить антибиотик, например», говорит Траверсо. «Это развитие обеспечивает основу такой системы в конечном счете».