اولین سنسور سلامت پوشیدنی برای نظارت بر آتروفی عضلانی

محققان دانشگاه ایالتی اوهایو اولین حسگر پوشیدنی را ساخته اند که برای تشخیص و نظارت بر آتروفی عضلانی طراحی شده است.

وضعیتی که شامل از دست دادن توده و قدرت عضلانی اسکلتی است، آتروفی عضلانی می تواند به دلایل مختلفی رخ دهد، اما معمولاً یک عارضه جانبی بیماری های دژنراتیو، افزایش سن یا عدم استفاده از عضله است.

در حالی که پزشکان در حال حاضر برای ارزیابی اینکه آیا اندازه و حجم عضلانی بیمار بدتر شده است یا خیر به MRI تکیه می کنند، آزمایشات مکرر می تواند زمان بر و پرهزینه باشد.

با این حال، این مطالعه جدید در مجله منتشر شده است معاملات IEEE در مهندسی پزشکی نشان می دهد که یک حسگر الکترومغناطیسی ساخته شده از “رشته های الکترونیکی” رسانا می تواند به عنوان جایگزینی برای نظارت مکرر با استفاده از MRI ​​استفاده شود.

محققان برای تأیید کار خود، قالب‌های اندام چاپ شده با چاپ سه بعدی را ساختند و آن‌ها را با گوشت چرخ کرده پر کردند تا بافت گوساله یک انسان با اندازه متوسط ​​را شبیه‌سازی کنند. یافته‌های آن‌ها نشان داد که آن‌ها می‌توانند نشان دهند که حسگر می‌تواند تغییرات حجمی در مقیاس کوچک را در اندازه کلی اندام اندازه‌گیری کند و از دست دادن عضلانی را تا ۵۱ درصد کنترل کند.

آلیانا رایس، نویسنده اصلی این مطالعه و دانش آموخته رشته برق و برق، گفت: «در حالت ایده آل، سنسور پیشنهادی ما می تواند توسط ارائه دهندگان مراقبت های بهداشتی برای اجرای برنامه های درمانی بیشتر برای بیماران و ایجاد بار کمتری بر روی خود بیمار استفاده شود. مهندسی کامپیوتر در دانشگاه ایالتی اوهایو

اولین رویکرد شناخته شده برای نظارت بر آتروفی عضلانی با استفاده از یک دستگاه پوشیدنی، این مطالعه بر اساس کار قبلی رایس در ایجاد حسگرهای سلامت برای ناسا است. آژانس فضایی علاقه مند به نظارت بر سلامت فضانوردان به روش های مختلف است، زیرا گذراندن زمان زیادی در فضا اغلب می تواند اثرات مضری بر بدن انسان داشته باشد.

محققان دهه‌ها را صرف درک و مبارزه با این اثرات کرده‌اند و این مطالعه با الهام از هدف یافتن راه‌حل‌هایی برای مشکلات سلامتی پیش روی فضانوردان انجام شده است.

به عنوان مثال، در حالی که دانشمندان می‌دانند که حتی اعضای خدمه در پروازهای فضایی کوتاه می‌توانند تا ۲۰ درصد از دست دادن توده عضلانی و تراکم استخوان را تجربه کنند، اطلاعات زیادی در مورد تأثیر زندگی در فضا برای مأموریت‌های طولانی‌تر بر بدن آنها وجود ندارد. رایس گفت.

او گفت: “سنسور ما چیزی است که یک فضانورد در یک ماموریت طولانی یا یک بیمار در خانه می تواند از آن برای پیگیری سلامت خود بدون کمک یک متخصص پزشکی استفاده کند.”

اما ایجاد یک دستگاه پوشیدنی که قادر به اندازه‌گیری دقیق تغییرات عضلانی در بدن انسان باشد، ساده‌تر از انجام آن است. رایس و نویسنده همکارش آسمینیا کیورتی، استاد مهندسی برق و کامپیوتر در ایالت اوهایو، دستگاه را طوری طراحی کردند که با استفاده از دو سیم پیچ، یکی انتقال دهنده و دیگری دریافت کننده، و همچنین هادی ساخته شده از رشته های الکترونیکی کار کند. در امتداد پارچه با الگوی زیگزاگ مشخص اجرا کنید.

اگرچه محصول نهایی شبیه یک کاف فشار خون است، رایس گفت که در ابتدا یافتن الگویی که امکان ایجاد طیف وسیعی از تغییرات در اندازه حلقه حسگر را فراهم می‌کند، در ابتدا چالش برانگیز است تا بتواند برای بخش بزرگی از جمعیت مناسب باشد. .

او گفت: «زمانی که برای اولین بار این سنسور را پیشنهاد کردیم، متوجه نشدیم که به یک ماده قابل کشش نیاز داریم تا زمانی که متوجه نشدیم اندام های فرد در حال تغییر است. ما به سنسوری نیاز داریم که بتواند تغییر کند و منعطف شود، اما باید مطابقت داشته باشد.

پس از مدتی آزمون و خطا، آنها دریافتند که در حالی که دوخت در یک خط مستقیم کشش آستین را محدود می کند، یک الگوی زیگزاگ برای تقویت آن ایده آل است. همین الگوی جدید دلیلی است که حسگر ممکن است در چندین قسمت مختلف بدن یا حتی چندین مکان در یک اندام مقیاس پذیر باشد.

اگرچه این ابزار پوشیدنی هنوز سال‌ها با پیاده‌سازی فاصله دارد، اما این مطالعه خاطرنشان می‌کند که جهش بزرگ بعدی به احتمال زیاد اتصال دستگاه به یک برنامه تلفن همراه است، برنامه‌ای که می‌تواند برای ضبط و ارائه مستقیم اطلاعات سلامت به ارائه‌دهندگان مراقبت‌های بهداشتی استفاده شود.

و برای بهبود زندگی بیماران آینده چه در زمین و چه در فضا، رایس مشتاقانه منتظر ترکیب این حسگر با انواع دیگر دستگاه‌ها برای تشخیص و نظارت بر مسائل سلامتی است، مانند ابزاری برای تشخیص از دست دادن استخوان.

رایس گفت: «در آینده مایلیم حسگرهای بیشتری و حتی قابلیت‌های بیشتری را با ابزارهای پوشیدنی خود ادغام کنیم.