Содержание
Кажется, что в наши дни смартфоны забиты большим количеством датчиков
и больше возможностей, чем когда-либо прежде. Когда дело доходит до здоровья, некоторые из этих датчиков могут превратить ваш телефон в медицинский трикодер прямо из Star Trek.
Зачем вам биосенсоры в вашем смартфоне? Есть много причин. Если у вас есть конкретное заболевание, которое требует постоянного наблюдения, или вы просто любитель фитнеса
кто хочет регистрировать ваши самые важные показатели тела, есть биосенсоры, которые скоро появятся на рынке смартфонов, которые сделают вас очень счастливыми.
Мониторинг кислорода в крови
Мониторинг вашего пульса или температуры вашего тела являются стандартными для многих носимых устройств, таких как Fitbit
(Амазонка) или челюсть
(Amazon), но что, если бы вы могли сделать то же самое и больше со своим смартфоном?
Войдите в Project Ara, проект в области здравоохранения, запущенный не кем иным, как Google (верите или нет), который обещает контролировать уровень кислорода в крови простым прикосновением пальца к специальному датчику.
Датчик кислорода в крови, называемый пульсовой оксиметр, фактически установлен на одном модуле, который составляет только один из многих модулей, включенных в Project Ara
, Проект на самом деле является одним из «модульных» смартфонов, где вы можете в основном смешивать и сочетать модули, которые вы хотите. В основном это смартфон, созданный по индивидуальному заказу, в который можно добавить все важные для вас датчики.
Датчик пульсового оксиметра излучает красный свет и инфракрасный свет прямо на вашу кожу, а соотношение инфракрасного и красного света, который поглощается (а не возвращается к датчику), позволяет модулю определять, сколько кислорода содержится в вашей крови. Это связано с тем, что инфракрасный свет фактически поглощается гемоглобином (белком в эритроцитах), а количество присутствующего кислорода влияет на инфракрасное поглощение.
Если вы когда-либо были в отделении неотложной помощи, и у вас на пальце было одно из этих странных устройств, значит, вы уже использовали эту технологию на себе!
Почему важно знать насыщение крови кислородом? Есть много вещей, которые могут вызвать низкий уровень кислорода в крови, в том числе:
- Болезнь легких или повреждение легких
- Тромбоэмболия легочной артерии (сгусток крови в артерии)
- Хроническая сердечная недостаточность
- малокровие
Любое заболевание или заболевание, которое приводит к снижению газообмена в легких, может значительно повредить уровень кислорода в крови, и это может стать важным предупреждающим знаком для серьезных проблем со здоровьем в дальнейшем.
Хотя идея модульного телефона Google довольно крутая, датчик кислорода в крови не нов. На самом деле, многие телефоны, например, Samsung Galaxy Note 4, оснащены встроенной технологией. Как и аналогичные устройства Samsung, он поставляется с предустановленным приложением S Health, в котором есть компонент SpO2 для измерения уровня кислорода в крови.
Вы просто кладете кончик пальца на сенсор, и в течение 10-15 секунд вы будете читать.
Samsung превзошел Apple в технологии — однако Apple встроила технологию в свой новый Apple iWatch
товар.
Экологические токсины
Любой поклонник Star Trek запомнит сцены, в которых «выездная команда» направится вниз к поверхности планеты, и начнет сканирование окружающей среды на предмет признаков жизни.
Не было бы здорово, если бы ваш телефон мог сканировать окружение таким же образом? Что ж, если ученые из Университета Иллинойса скажут свое мнение, это будет возможно в ближайшем будущем. В 2013 году исследователи разработали клиновидную колыбель для iPhone, заполненную различными линзами и фильтрами, которые позволяют оптическим датчикам iPhone обнаруживать биологические агенты в окружающей среде, включая молекулы, вирусы и токсины (в основном, спектрометр).
Согласно пресс-релизу Университета Иллинойса, технология предлагает измерения с такой же точностью, как спектрофотометр за 50 000 долларов, но содержит оптическое оборудование стоимостью всего 200 долларов. Исследователи говорят, что потенциальные возможности использования этой технологии впечатляют.
«Наличие таких чувствительных функций биосенсора в полевых условиях может позволить на месте отслеживать загрязнение грунтовых вод, объединять данные GPS телефона с данными биосенсора для картирования распространения патогенных микроорганизмов или предоставлять немедленные и недорогие медицинские диагностические тесты в полевых клиниках или проверки загрязнения. в пищевой и распределительной цепочке ».
В колыбели используется фотонный кристалл, который использует изменения длин волн света, проходящего через него, когда различные биологические агенты присоединяются к нему, для анализа состава этих агентов. Кристалл может анализировать клетки, патогены и даже ДНК биологического вещества. Базовая станция работает как микроскоп, где пользователь прикрепляет биологическое вещество к слайду с фотонными кристаллами, а затем вставляет слайд в базовую станцию для анализа приложением.
Исследователи продемонстрировали колыбель в видео на YouTube.
Приложение, по сути, ищет пробел в волновом спектре, чтобы определить состав анализируемого биологического вещества. Такая доступная технология может изменить то, как работники по оказанию помощи во всем мире предоставляют медицинские услуги и анализ окружающей среды сообществам, где эта технология может спасти жизни.
Это похоже на сенсорную технологию спектрального анализа, разработанную Аргоннской национальной лабораторией в 2006 году для анализа и обнаружения присутствия химических, биологических и ядерных материалов, предназначенных для использования в «приложениях национальной безопасности». Приложение Университета Иллинойса приносит этот вид впечатляющей технологии анализа окружающей среды для обычного пользователя в доступной упаковке.
На старте уже есть стартапы, когда сингапурская компания Fringoe принимает предварительные заказы на свой спектрометр для устройств iOS и молекулярный спектрометр SCIO, который позволит вам в считанные секунды анализировать калории в вашей пище. Больше устройств наверняка получат выгоду от технологий, и производители смартфонов могут даже интегрировать их непосредственно в телефоны.
Мониторинг здоровья на стероидах
Большинство смартфонов в наши дни имеют возможность контролировать частоту сердечных сокращений человека или уровень кислорода в крови (как описано выше), но что, если ваш смартфон может непрерывно контролировать такие вещи, как электрические сигналы вашего сердца (электрокардиограмма) или уровни глюкозы в крови?
В 2012 году исследователи из Университета Уилфрида Лорье сделали именно это, пилотируя «непрерывную мультисенсорную систему мониторинга реальных физиологических условий и повседневной жизни), используя только смартфон и применимые носимые датчики». Отчет был опубликован в журнале Telemedicine. и электронное здравоохранение.
Главный исследователь Шон Доэрти в партнерстве с Институтом реабилитации в Торонто установил 40 пациентов с сахарным диабетом с помощью устройств для мониторинга уровня глюкозы в крови, которые контролировали бы пациентов и собирали данные в течение 72 часов. Что сделало пилотный проект настолько уникальным, так это то, что сенсору не требовалось, чтобы пациент уколол пальцем кровь, он напрямую связывался со смартфоном пациента и использовал GPS, чтобы попытаться сопоставить информацию о местоположении с данными по глюкозе крови.
Пилотное исследование доказало, что такая схема работала, и предоставило точную, полезную информацию о здоровье пациента.
«Все предметы, кроме трех, были успешно проверены в течение всего периода обучения. Смартфоны зарекомендовали себя как эффективный концентратор для управления несколькими потоками данных, но требуют внимания к вопросам сжатия данных и расходу заряда аккумулятора. ЭКГ, акселерометр и устройства для измерения уровня глюкозы в крови работали адекватно, пока их носили субъекты ».
Учитывая, что в США насчитывается более 25 миллионов детей и взрослых с диабетом, потенциал такой неинвазивной системы датчиков и мониторинга сам по себе является отраслью.
Технология неинвазивного мониторинга уровня глюкозы в крови уже здесь, но с сомнительной точностью. Одна компания под названием Glucowise продает неинвазивный датчик, который может определять концентрацию глюкозы в крови на уровне капилляров. Он использует высокочастотные радиоволны малой мощности в диапазоне 65 ГГц для проникновения в тонкие участки кожи (например, между большим и указательным пальцами или мочки уха) и измерения характеристик крови.
Пока еще не ясно, насколько эффективен этот подход. В прошлом неоднократно применялись неинвазивные методы мониторинга уровня глюкозы в крови, и они терпят неудачу — например, устройство HG1-c, разработанное C8 MediSensors, компанией, к которой Apple обратилась в связи с возможной интеграцией технологии с Apple iWatch. Apple не потребовалось много времени, чтобы осознать, что технология не способствует носимым устройствам по многим причинам:
- Требовалась полная темнота, чтобы уловить то, что бывший сотрудник С8 Чарльз Мартин назвал «слабым сигналом, излучаемым молекулами глюкозы».
- Для него требовался большой аккумулятор, а энергопотребление слишком велико для Apple iWatch.
- Пользователи должны будут нанести гель на кожу для более точного чтения.
Проблемы стоят грандиозно, но это не мешает бесчисленным стартапам приступить к решению этой задачи, таким как Infra, носимый монитор для запястья, который обеспечивает уровень сахара в крови, артериальное давление, пульс, уровень кислорода и многое другое неинвазивно. Кампания Indiegogo по продукту завершилась 21 октября 2014 года, достигнув 12 861 доллара США по сравнению с ее целью финансирования в 50 000 долларов США. Веб-сайт компании по-прежнему не предлагает продукт для продажи, а в разделе «Новости» по-прежнему отображается «Следите за нашими выпусками».
Новые сенсоры открывают новые возможности
Все эти датчики, если они успешно интегрированы в существующие продукты для смартфонов или интеллектуальных часов, обещают изменить жизнь.
Представьте, что вам никогда не придется снова уколоть палец, чтобы получить уровень глюкозы в крови. Представьте себе, что вы получаете полный отчет обо всех ваших жизненно важных показателях — кислород крови, артериальное давление и показатели ЭКГ — прямо на экране вашего смартфона после того, как вы закончите тренироваться
, Представьте, что вы просто нажимаете кнопку и получаете полный список качества воздуха в вашем доме, а также список загрязнителей воздуха, которые могут нанести вред здоровью вашей семьи.
Возможности бесконечны, и единственное, что сдерживает их, — это на самом деле только разработка практических датчиков. Многие из них очень близки к жизнеспособным, а другие уже доступны, и их нужно только интегрировать в новые платформы для смартфонов.
Какие новые датчики вы бы хотели видеть на своем будущем смартфоне? Есть ли какие-нибудь интересные способы применения датчиков, перечисленных выше? Поделитесь своими мыслями в разделе комментариев ниже!
Изображение предоставлено: Africa Studio via Shutterstock, Университет Колледжа Иллинойса Фото Брайана Т. Каннингема, изображение Шона Доэрти любезно предоставлено Inside Laurier, изображение датчика Glucowise предоставлено Glucowise
