תינוקות ביחידה לטיפול נמרץ בילודים (NICU) הם זעירים, שבירים ומכוסים בחוטים. חוטים לניטור דופק, חוטים לניטור לחץ הדם, חוטים לניטור טמפרטורה, חוטים למעקב אחר חמצן בדם. זה מקשה על התינוקות לנופף בזרועותיהם הקטנות, וזה מקשה עוד יותר על ההורים לגעת בהם, קל וחומר לאסוף אותם.
תוכן קשור
- האם רחם מלאכותי זה יום אחד ישפר את הטיפול בפגמים?
עכשיו, בזכות התקדמות במדע החומרים, החוטים האלה עלולים להיעלם בסופו של דבר. חוקרים מאוניברסיטת נורת'ווסטרן פיתחו טלאים אלקטרוניים דקיקים במיוחד למתיחות למעקב אחר מגוון רחב של סימנים חיוניים ותנועות גופניות.
לטלאים אלה "יש פוטנציאל חזק להפוך את הבריאות והשיקום לבני אדם הרבה יותר יעילים ויעילים", אומר ג'ון רוג'רס, המדענים שהובילו את המחקר.
הטלאים שנמצאים כעת בניסויים בבני אדם נראים פחות או יותר כמו קעקועים זמניים. הם נוצרים על ידי הנחת שבבי מוליכים למחצה זעירים על מצע נמתח. המצע משובץ בדפוסים גליים של חוטי מתכת, המאפשרים לשאת אותות חשמליים. כל העניין משתמש באנטנות קטנטנות בכדי להעביר מידע באופן אלחוטי, כך שהם לא צריכים להיות מחוברים לחוטים או צינורות. רוג'רס מכנה את המדבקות "אלקטרוניקה אפידרמלית."
התועלת לתינוקות ב- NICU ברורה - בניסויים המוקדמים, תינוק אחד שהמשיך לשלוף את חוטי החיישנים המסורתיים נותק לחלוטין מהאלקטרוניקה האפידרמלית. אבל לא סתם תינוקות NICU עומדים להרוויח. רוג'רס וצוותו בודקים גם אלקטרוניקה אפידרמלית בכמה תחומים שונים. תחום אחד הוא רפואה שיקומית. החל מחודש יוני, צוות רוג'רס יפתח בניסוי על חולים במחלת פרקינסון, שלעתים קרובות מתעוררים רעידות בלתי רצוניות. הניסוי יכלול הצבת טלאים במקומות שונים בכל גופו של הנבדק ושימוש בהם למדידת פעילות שרירים ומאפייני תנועה.
"המטרה היא לפתח ניתוחים מדויקים מספיק שיכולים לאפשר לנו לקבוע את הופעת הרעידות המוקדמת באמת, לאפיין את התפתחות המחלה וגם לקבוע את יעילות התרופות, " אומר רוג'רס.
על ידי מעקב אחר פעילותם הנוירו-שרירית של המטופלים, החוקרים יכלו אפילו להבין, בהתבסס על עלייה דקה ברעד, האם המטופלים דילגו על התרופות שלהם.
אותה טכנולוגיה יכולה להועיל לחולי שבץ מוחי, ולאפשר לרופאים לעקוב אחר התקדמותם בזמן שהם עוברים שיקום בבית.
רוג'רס וצוותו בוחנים גם אלקטרוניקה באפידרמיס עם קבוצות ספורט מקצועיות שונות (רוג'רס אינו חופשי לומר אילו מהן, אך הן כוללות קבוצות כדורגל, בייסבול וכדורסל). הטכנולוגיה יכולה לעקוב אחר התקדמות האימונים, ומאפשרת למאמנים לראות, למשל, אם קנקן משתמש בצורה נכונה. זה יכול גם לפקח על השינויים הזעירים בתנועה שמאותתים על עייפות על המגרש, מאפשרים למאמנים לראות כששחקן מתעייף מכדי לשחק בצורה אופטימלית, הרבה לפני שזה ברור למישהו אחר.
"הרעיון הוא לתכנן את המכשירים האלה כך שתוכל לפקח על קצב פעימות הדופק, מכניקה מהירה, מכניקה לירי זריקות חופשיות [ועוד], " אומר רוג'רס.
רוג'רס עובד על טכנולוגיית אלקטרוניקה גמישה במשך שנים. בשנת 2011 הוא פרסם מאמר במדע המפרט אב טיפוס של טלאי עורו, בהמשך הוא שיפר כדי להפוך אותם ליותר עמידים. בשנת 2015 המעבדה שלו יצאה עם גרסה של טלאים שיכולים למדוד את זרימת הדם, ואילו בשנה שעברה הם יצרו טלאי לניתוח זיעה לסמנים ביוכימיים. בפרשנות על עבודתו של רוג'רס במדע, כתב המהנדס ז'אנג-יאנג מא כי אלקטרוניקה אפידרמלית עשויה לפתור רבות מהבעיות הקיימות כיום עם ניטור הבריאות ו"אפשרת פיקוח להיות פשוט יותר, אמין יותר ובלתי מופרע. " הוא גם כתב כי "סוגים אחרים של עורות אלקטרוניים עם יישומים שמעבר לפיזיולוגיה, כמו קצירת חום גוף ומכשירי רדיו לבישים, עשויים להצביע גם על כיוונים מעניינים לעבודה עתידית."
בעוד שרוג'רס נחשב לאב האלקטרוניקה האפידרמלית, מספר חוקרים עובדים על קידום הטכנולוגיה במספר דרכים. יש הסבורים כי אלקטרוניקה גמישה תשמש יום אחד ליישומים שמעבר לעור, כמו קוצבי לב, ואף עשויה להפוך בכל מקום כמוניטורי בריאות מתמשכים, ובודקת כל העת דברים כמו רמות חמצן בדם וסוכר בדם. חוקרים מסטנפורד ל- MIT באוניברסיטאות ביפן ובשוודיה עובדים על היבטים שונים של אלקטרוניקה גמישה, כולל הפיכת הטכנולוגיה לקטנה ועמידה יותר.
חברת הקוסמטיקה Laroche-Posay יצרה טלאי בצורת לב לניטור חשיפת UV. כרגע יש רשימת המתנה למכשיר. שלא כמו האלקטרוניקה האפידרמלית של רוג'רס, המעבירה נתונים באופן אלחוטי, תיקון ה- UV פועל על ידי שינוי צבע; אפליקציית סמארטפון מקבילה קוראת את שינויי הצבע ואומרת לך אם היית בשמש יותר מדי זמן.
לאחר 10 שנות עבודה ביצירת אלקטרוניקה אפידרמלית, האתגרים שנותרו הם פחות בתחום ההנדסה מאשר על אופטימיזציה וביטחון, אומר רוג'רס. מכיוון שהמכשירים משדרים באופן אלחוטי, הצפנת נתונים תהיה חשש. רוג'רס מקווה גם לפתח את המכשירים עוד יותר, ובכך עשוי לתת להם את היכולת לדגום נוזלים ביולוגיים כמו זיעה ולעשות ניתוח כימי של סמנים ביולוגיים המצביעים על בריאות או מחלה. (רוג'רס כבר עשה עבודה בתחום זה) הצוות בוחן גם לפתח מכשירים להעברת נוזלים דרך העור, מה שעלול להיות דרך לא פולשנית לתת תרופות.
"אנחנו די אופטימיים לגבי זה", אומר רוג'רס. "יש הרבה דברים שאנחנו יכולים לעשות היום, ויש הרבה פוטנציאל לדברים נוספים בעתיד."
