ტარებადი ტექნოლოგიების უახლესი მიღწევები და COVID-19-ისთვის შემუშავებული მაგალითი

განვითარებადი ტექნოლოგია ჩვენს ცხოვრებაში ყოველდღიურად უფრო მეტად ინტეგრირდება. ახალი ტექნოლოგიური გამოგონებების პარალელურად უკვე არსებული ტექნოლოგიებიც ვითარდება. ამ მიღწევებიდან ზოგიერთი ყველაზე გამორჩეული უდავოდ ბიოტექნოლოგიის სფეროში ხდება. ტარებად ზომამდე შემცირებული ტექნოლოგიით, ელექტრონული სენსორების საშუალებით ჯანმრთელობის პარამეტრების „უწყვეტი“ და „ყოვლისმომცველი“ გაზომვა ამ სფეროს ყველაზე საინტერესო მიზანია.

რა არის ტარებადი პროდუქტი და ტექნოლოგია?

ტარებადი პროდუქტების  სახელითაც ცნობილი  ტარებადი ტექნოლოგია ელექტრონული მოწყობილობების კატეგორიაა, რომელიც შეიძლება აქსესუარად ვატაროთ, ტანსაცმელში ჩავაშენოთ, მომხმარებლის სხეულში ჩავნერგოთ ან კანზე ტატუს სახითაც კი განვათავსოთ.

ასეთი ტარებადი მოწყობილობები და კლინიკაში გამოყენებული მასალები კანის ზედაპირის მოძრაობისადმი მგრძნობიარე გაზომვებს იყენებს ფართო სიხშირულ დიაპაზონში — თითქმის ნულიდან რამდენიმე ათას ჰერცამდე.

სხეულის რომელ მონაცემებს იყენებს ტარებადი პროდუქტი?

მონაცემები მიიღება არა მხოლოდ სხეულის მოძრაობებიდან, არამედ სხეულის ხმებიდანაც, თუმცა მათზე გარემოს ხმები არ მოქმედებს. მაგალითად, როცა ასეთი მოწყობილობები გულმკერდზე ან კისერზე თავსდება, ჩაწერილი მონაცემები გულის აქტივობის დეტალურ ანალიზს გვაძლევს გულის მოძრაობების, კანის ზედაპირთან ახლოს მდებარე არტერიებში სისხლის ნაკადის, ფილტვებსა და ტრაქეაში ჰაერის ნაკადის, სუნთქვითი ხმების, ხორხის, საყლაპავისა და ყლაპვის მოძრაობების საფუძველზე. თუმცა ზოგჯერ ამ გაზომვებში შეცდომები ხდება. მაგალითად, სირბილისას სუნთქვის სიხშირის ზუსტად განსაზღვრა შეუძლებელია.

ტარებადი სამედიცინო ტექნოლოგიის ერთ-ერთი უახლესი პროდუქტი

Science Advances სახელწოდების ავტორიტეტულ სამეცნიერო ჟურნალში 12 მაისს გამოქვეყნებულ კვლევაში ტარებადი ტექნოლოგიის ახალი დიზაინი ამ შეზღუდვებს აპარატურულ დონეზე სისტემის დიზაინის განვითარებული კონცეფციებისა და ანატომიურად ოპტიმიზებული არჩევანის საშუალებით გადალახავს. მიდგომა იყენებს დროში სინქრონიზებულ, მაღალი გამტარუნარიანობის აქსელერომეტრების წყვილს კანის ზედაპირთან დაკავშირებული მოწყობილობის საპირისპირო ბოლოებზე: ერთ-ერთი IMU (ინერციული საზომი ერთეული) თავსდება სუპრასტერნულ ჩაღრმავებაში (იუგულარულ ჩაღრმავებაში, კისრის წინა ქვედა ნაწილში), მეორე კი მკერდის ძვლის სახელურზე. ამ დიზაინით გულ-სუნთქვით და მასთან დაკავშირებულ პროცესებთან ასოცირებული სიგნალები სხეულის მოძრაობებით წარმოქმნილი სიგნალებისგან გამოიყოფა.

დიზაინი და მახასიათებლები

სისტემის ხელახალი გამოყენებისას სტერილიზაციის გასაადვილებლად და გამოყენებული ელექტროლიტების გარე გარემოსგან გამოსაყოფად გამოიყენება ელასტომერული კაფსულით სრულად დახურული სქემის დაფა . ეს მოქნილი დაფა სხეულის ნებისმიერ ადგილას ადვილად შეიძლება ინტეგრირდეს და მისი უსადენოდ დამუხტვა შესაძლებელია. ამ მოწყობილობით მიღებული მონაცემები შეიძლება ავტომატურად ჩაიწეროს.

ეს ტარებადი პროდუქტი 3 ძირითადი კომპონენტისგან შედგება:

1. მოწყობილობა,
2. მომხმარებლის ინტერფეისისთვის მორგებული პროგრამა (პლანშეტზე გამოყენებული აპლიკაცია) და
3. ღრუბლოვანი პლატფორმა მონაცემთა შესანახად და გასაანალიზებლად.

გარდა ამისა, მომხმარებლის ინტერფეისს ერთდროულად 12 მოწყობილობასთან სინქრონულად მუშაობა შეუძლია.

სურათი 1:

1. კისერზე მოთავსებული მოწყობილობის გამოსახულება.
2. კომპონენტების, ურთიერთდაკავშირების სქემებისა და დამცავი დიზაინის გაშლილი სქემა.
3. მოწყობილობა 25-ცენტიანი მონეტის გვერდით (25-ცენტიანი მონეტის დიამეტრი 24,266mm-ია).
4. მოწყობილობის გამოსახულებები მოხრისა და გაჭიმვის მსგავს მდგომარეობებში.
5. D-ზე ნაჩვენები გამოსახულებების მოდელები.
6. სისტემის მუშაობის მექანიზმი.

გამოყენება სპორტულ აქტივობებში

სირბილის, ცურვის, ფიტნესისა და მსგავსი აქტივობებისას საკმაოდ სწრაფი, დინამიკური და ცვალებადი აჩქარებების გამო გულისცემის სიხშირისა (KH / HR) და სუნთქვის სიხშირის (SH / RR) გაზომვებში შეცდომები და სირთულეები წარმოიქმნება. ეს ახალი, ორსენსორიანი პლატფორმა ველოსიპედით სიარულის, კალათბურთის თამაშისა და მრავალი სხვა აქტივობისას უფრო მდგრად გაზომვებს უზრუნველყოფს. მაგალითად, ცურვისას მნიშვნელოვნად ამცირებს თითოეულ მოსმას მოყოლილ სიგნალებს და ამგვარად ჩასუნთქვა-ამოსუნთქვის ციკლებთან დაკავშირებულ სიგნალებს მკაფიოდ გამოითვლის.

სურათი 2:

1. მოწყობილობა ველოსიპედით მოსიარულე ადამიანზე.
2. 24 წუთის განმავლობაში ველოსიპედით მოსიარულე ადამიანის RR-ის (სუნთქვის სიხშირე წუთში) და HR-ის (გულისცემა წუთში) შედარება, ორმაგი აღქმით (ლურჯი კვადრატი) და ერთმაგი აღქმით (წითელი წრე) მიღებული მონაცემებით.
3. მოწყობილობა კალათბურთის მოთამაშე ადამიანზე
4. 11 წუთის განმავლობაში კალათბურთის მოთამაშე ადამიანის ორმაგი და ერთმაგი აღქმის მონაცემებით განსაზღვრული RR-ისა და HR-ის შედარება.
5. მოწყობილობა მოცურავე ადამიანზე.
6. 5 წუთის განმავლობაში მოცურავე ადამიანის ორმაგი და ერთმაგი აღქმის მონაცემებით განსაზღვრული RR-ისა და HR-ის შედარება.
7. ცურვის დროს ორმაგი აღქმის მონაცემებიდან მიღებული აჩქარების მონაცემები.
8. დიფერენციულ სიგნალთან და საბაზისო ხაზთან დაკავშირებული გადიდებული მონაცემები.

გამოყენება შრომის ჯანმრთელობაში

ნებისმიერ სექტორში მუშაკთა ჯანმრთელობა და უსაფრთხოება ყველაფერზე წინ დგას. ამ კონტექსტში, განსაკუთრებით მშენებლობაში, სამთო საქმიანობაში, სახანძრო სამსახურში ან მსგავს სფეროებში დასაქმებული მძიმე ფიზიკური შრომის მუშაკთა ჯანმრთელობის პარამეტრების უწყვეტი მეთვალყურეობა შესაძლო პრობლემების ადრეულ გამოვლენას იძლევა. ამ რთული პროფესიების შესრულებისას არსებული მაღალი ტემპერატურის, ხმაურისა და გარემოს სხვა პირობების დროსაც კი ამ ახალ დიზაინს ზუსტი გაზომვების უზრუნველყოფა შეუძლია.

გამოყენება Covid-19 პაციენტების გამოჯანმრთელების პერიოდის მეთვალყურეობისთვის

ახალი მოწყობილობით, ბოლო პერიოდში განსაკუთრებით Covid-19-ის შემთხვევაში, პაციენტთა სახლში მეთვალყურეობას მნიშვნელოვანი უპირატესობები შეიძლება ჰქონდეს. მოწყობილობა ახალ შესაძლებლობას ქმნის ჯანმრთელობის მდგომარეობის უწყვეტი მეთვალყურეობისა და ჩაწერისთვის იმ პირებში, რომლებსაც ჰოსპიტალიზაცია არ სჭირდებათ და დაავადება სახლში იზოლაციაში შეუძლიათ გადაიტანონ. RR-ის, HR-ის, სხეულის ტემპერატურისა და მოძრაობების გარდა, მას ხველის, საუბრისა და სიცილის მსგავსი ქმედებების ინტენსივობისა და სიხშირის დაფიქსირებაც შეუძლია. შეგროვილი მონაცემები დაავადების სიმპტომების შესაფასებლად მნიშვნელოვანია.

მოწყობილობა 8 დღის განმავლობაში დადებითი ტესტის მქონე Covid-19 პაციენტში გამოიცადა. პაციენტის გამოჯანმრთელების პერიოდში შეგროვდა 171 საათის მონაცემები, რომლებიც მშრალი ხველისა და ქოშინის მსგავს გაზომვებს მოიცავდა. აღსანიშნავია მიღებული მონაცემების მნიშვნელობა სიმპტომების შეფასებისთვის.

ამ ტექნოლოგიის ფართოდ გამოყენებამ შეიძლება პაციენტთა მოვლა გააუმჯობესოს, პანდემიის მართვას დაეხმაროს და დაავადების უკეთ გაგებასაც შეუწყოს ხელი. ამასთან, მისი გამოყენება მხოლოდ Covid-19-ისთვის კი არა, სხვა სფეროებისთვისაც შეიძლება გახდეს ხელმისაწვდომი.

შეჯამება

ადამიანის მოძრაობის გამო ტარებადი ტექნოლოგიების უმეტესობა განსაკუთრებით კარდიოპულმონური (გულ-სუნთქვითი) პარამეტრების ზუსტ გაზომვებს ვერ იღებს. თუმცა ამ ახალი ტექნოლოგიით გაუმჯობესდა სხვადასხვა ფიზიოლოგიური პარამეტრისა და აქტივობის გაზომვა: მისი წყალგაუმტარი საფარი წყლის სპორტის მსგავს სფეროებში გამოყენებასაც შესაძლებელს ხდის, ხოლო ძლიერი ხმაურის, სიცხისა და მსგავსი გარემო ფაქტორების მიერ სიზუსტის შეფერხება მინიმუმამდეა დაყვანილი.

წარმოდგენილ ტექნოლოგიას მრავალი გამოყენებითი მნიშვნელობა აქვს. მაგალითად, ინსულტგადატანილი და ფილტვის ქრონიკული ობსტრუქციული დაავადების მქონე პირების ყოველდღიური აქტივობების მეთვალყურეობა საავადმყოფოებისა და სარეაბილიტაციო ცენტრების გარეთ მნიშვნელოვანია. ამ პროცესში ის გარემოს ხმებისგან დამოუკიდებლად (მიკროფონის გარეშე) დაკვირვებას იძლევა ისე, რომ ადამიანის პირადი სივრცე არ დაირღვეს. გარდა ამისა, მრავალ სხვა სფეროშიც შეიძლება ყოველდღიურ ცხოვრებაში მისი ინტეგრირება.

- შესაძლოა დაგაინტერესოთ: ტარებადი მოწყობილობით სისხლიდან კიბოს ზუსტი დიაგნოსტიკა