Teadus ja tulevik

Tulevikus hakkavad su tervisel silma peal hoidma kehasisesed sensorid

Rubriiki toetab

Tule linnakupeole!
13. september 2019
Uuri lähemalt!

Tervise jälgimine on kantavate seadmete tulekuga aina populaarsemaks muutunud. Kuid olgu jälgimise põhjuseks trenni tegemine või tervislikud põhjused, on praegusel jälgimisel üks suur miinus – kohmakad ja keerulised randmele või mujale kehale käivad vidinad. Näiteks vererõhu mõõtmiseks tuleb käe ümber pidevalt panna mõõtja, pulsi kontrollimiseks hoida randmel nutikella või palaviku mõõtmiseks end kraadiklaasiga kraadida. Kuid see ei jää nii kauaks, juba praegu hakkavad levima naha alla või täielikult inimese sisemusse paigaldatavad pisikesed sensorid.

Ultrahelil põhinev neuraaltolm

Neuraaltolmuks kutsutakse pisikest, millimeetri suurust sensorit, mille võib paigaldada kehaliste funktsioonide jälgimiseks ükskõik kuhu inimese kehas. Selle on välja töötanud California Ülikooli teadlased ning sensor suudab jälgida erinevaid parameetreid reaalajas ja võimaldab stimuleerida ka lihaseid ning närve. Seade on revolutsiooniline just seetõttu, et on nii väike. Seega võib ta paigutada sisuliselt ükskõik kuhu kehas ning jälgida organite toimimist reaalajas.

Kuidas säärane sensor töötab? Seadmes on piesoelektriline kristall, mis muudab ultrahelide poolt põhjustatud vibratsiooni elektrienergiaks, mis annab energiat transistorile, mis on ühendatud näiteks närvi või muskliga. Närv või muskel saab imepisikese elektrilaengu, mis omakorda mõjutab läbi vooluringi kristalli ja selle vibratsioonisagedust. Vibratsioonisageduse muudatust tajub taas kehast väljaspool olev seade, mis tavaliselt on sama seade, mis tekitab ultraheli kehasisese sensori vooluga varustamiseks.

Kuna seade on juhtmevaba, ei nõua ta suurt ning ohtlikku kirurgilist sekkumist. Näiteks võib neuraaltolmu kasutada aju ja kesknärvisüsteemi monitoorimiseks inimestel, keda on tabanud peapõrutus. Täna on selleks vaja ajju paigaldada sensorid, mis on juhet pidi ühendatud kehast väljas oleva seadmega. See aga nõuab kolpa puuritud auke kaablite jaoks ning võib juba niigi kahjustatud aju veelgi enam vigastada. Neuraaltolm on aga juhtmevaba ja seega võib selle ümber kasvada kude, nii et seade on täiesti ohutuna inimese organismis töötades vaid siis, kui vaja.

Meeskond töötab ka seadme funktsioonide laiendamise kallal, lootes lisada võimaluse tuvastada mitteelektrilisi signaale nagu hapniku liikumine kehas või hormoonide tasakaal organismis.

Sarnaseid pisikesi kehasiseseid sensoreid on loodud veelgi. Mõned neist lagunevad peale kasutamist kehas ohutult, jätmata sinna mingit jälge. Eksisteerib ka andureid, mis on neelatavad ja väljuvad organismist nagu kõik muu, mida neelatakse. Hiljuti jõudis meediasse isegi uudis Maailma esimesest kiibiga tabletist, mis peagi müügile võib jõuda.

Naha alla poetatud kiip teeb pidevalt vereanalüüsi

Vereanalüüs on paljude jaoks ebamugav, mõne jaoks isegi hirmutav. Tulevikus võib aga naha alla panna pisikese kiibi. See ruutsentimeetri suurune kiip jälgib pidevalt vere PH-sisaldust, glükoosi või kolesterooli taset, tuvastades muuhulgas ka näiteks verre tekkinud ravimeid, või narkootikume.

Säärane kiip võib järjest töötada nädalaid, andes reaalajas infot vere koostise kohta. Kui tavalise vereanalüüsi puhul võtab kõikide ainete tuvastamine vahel tunde ning on ühekordne ehk annab infot vere olukorra kohta sel hetkel, kui verd võeti. Sisuliselt teeb vereanalüüs vere seisukorrast foto, samas kui nahaalune kiip edastab pidevalt muutuvat videopilti. Säärasel kiibil on kolm peamist osa: kuue sensoriga vooluring, mis on kõige all ja kontaktis inimese organismiga. Keskmiseks osaks on kontrollseade, mis analüüsib sensorite infot ning kolmandaks Bluetooth-saatja, mis info naha pinnale ja seega ka teistele seadmetele saadab.

Kiipi on juba edukalt testitud biomeditsiini uurimisinstituudis Šveitsis, kus teadlased jälgisid hiirte vere glükoosi ja paratsetamooli taset ilma, et jälgimisseadmed nende igapäevaelu segaks.

Nahale kinnitatav tervisejälgija

Peale selle, et keha sisse andureid panna, on võimalik neid ka nahale paigaldada. Kuid mitte nii nagu tänased nutikellad, mille pea ainus kontakt nahaga on vere hapnikusisalduse ja pulsi mõõtmiseks mõeldud andur. Peagi võime tervise ja liikumise jälgimiseks kleepida nahale väikese plaastri moodi painduva sensori komplekti, mis meie tervise erinevaid näitajaid skaneerib ning seejärel mõnda välisesse seadmesse edastab.

Seade võib jälgida näiteks sinu kehatemperatuuri, pulssi, südame tööd, organismi veevajadust ning isegi Parkinsoni tõve olemasolu. Stanfordi ülikooli teadlased on suutnud luua ka sensori, mis suudab tuvastada pinget arterites ja seega ennustada ette infarkte.

Sääraseid sensoreid võib kasutada nii tervise jälgimiseks sporti tehes või selleks, et jälgida haiget inimest ning saada teavitusi tema tervisliku seisundi muutumise kohta.

Telli Geeniuse uudiskiri

Saadame sulle igal argipäeval ülevaate tehnoloogia-, auto- ja rahaportaali olulisematest lugudest.