«Έξυπνα» μόνιτορ με έμπνευση από... τους αστερίες παρακολουθούν την καρδιά μας εν κινήσει
Αυτή η βιομιμητική συσκευή παρακολουθεί ταυτόχρονα ηλεκτρικά και μηχανικά σήματα καρδιάς και χρησιμοποιεί τεχνητή νοημοσύνη για τον εντοπισμό πιθανών καρδιακών προβλημάτων με ακρίβεια άνω του 90%.
Όταν κινούμαστε, είναι πιο δύσκολο για τις υπάρχουσες φορητές συσκευές να παρακολουθούν με ακρίβεια τη δραστηριότητα της καρδιάς μας. Αλλά οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Μιζούρι ανακάλυψαν ότι το σχήμα των πέντε χεριών ενός αστερία βοηθά στην επίλυση του συγκεκριμένου προβλήματος.
Εμπνευσμένοι από το πώς ένας αστερίας αναποδογυρίζει - συρρικνώνοντας το ένα του χέρι και χρησιμοποιώντας τα άλλα με συντονισμένη κίνηση για να διορθωθεί - ο Sicheng Chen και ο Zheng Yan στο Κολέγιο Μηχανικών του Mizzou και οι συνεργάτες του δημιούργησαν ένα έξυπνο φορητό μόνιτορ, σε σχήμα αστερία, που παρακολουθεί την υγεία της καρδιάς σε πραγματικό χρόνο.
Επειδή η συσκευή εμπνευσμένη από τον αστερία έχει πολλά σημεία που αγγίζουν το δέρμα κοντά στην καρδιά, παραμένει πιο σταθερή από τα παραδοσιακά wearables που είναι κατασκευασμένα ως ενιαία, ενοποιημένη δομή, όπως ένα smartwatch. Αυτό επιτρέπει στη συσκευή να συλλέγει πιο καθαρά και ακριβή δεδομένα καρδιάς — ακόμα και όταν κάποιος κινείται.
Η συσκευή συνδυάζεται εύκολα με μια εφαρμογή smartphone για να παρέχει στον χρήστη πληροφορίες για την υγεία και να βοηθήσει στον εντοπισμό πιθανών καρδιακών προβλημάτων.
«Παρόμοια με έναν αστερία, η συσκευή μας έχει πέντε βραχίονες, ο καθένας εξοπλισμένος με αισθητήρες που καταγράφουν ταυτόχρονα την ηλεκτρική και τη μηχανική δραστηριότητα της καρδιάς», είπε ο Chen, μεταδιδακτορικός συνεργάτης και επικεφαλής συγγραφέας. "Οι περισσότερες τρέχουσες συσκευές επικεντρώνονται στη λήψη μόνο ενός σήματος ή απαιτούν ξεχωριστές συσκευές για την παρακολούθηση πολλαπλών σημάτων ταυτόχρονα. Αυτό μας επιτρέπει να παρέχουμε μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα της υγείας της καρδιάς κάποιου."
AI για πιο έξυπνη παρακολούθηση της καρδιάς
Η ομάδα ανέπτυξε ένα σύστημα τεχνητής νοημοσύνης που μάθαινε από μια μεγάλη συλλογή καρδιακών δεδομένων, συμπεριλαμβανομένων σημάτων τόσο από υγιή άτομα όσο και από άτομα με καρδιακές παθήσεις. Χρησιμοποιώντας έξυπνη τεχνολογία, το σύστημα φιλτράρει τις διαταραχές που σχετίζονται με την κίνηση και αναλύει τα σήματα της καρδιάς για να προσδιορίσει εάν η καρδιά κάποιου είναι υγιής ή αν παρουσιάζει σημάδια προβλημάτων. Τα ευρήματα εμφανίζονται στην εφαρμογή smartphone.
Αυτή η προσέγγιση που βασίζεται στην τεχνητή νοημοσύνη προσδιορίζει σωστά τις καρδιακές παθήσεις περισσότερο από το 90% των περιπτώσεων. Επειδή η συσκευή διαθέτει δυνατότητα Bluetooth, οι γιατροί μπορούν να ελέγχουν τα δεδομένα εξ αποστάσεως, καθιστώντας την μια βολική επιλογή για παρακολούθηση κατ' οίκον μεταξύ των ιατρικών επισκέψεων.
Ενώ βρίσκεται ακόμη στην πρώιμη ανάπτυξη, η εμπνευσμένη από τους αστερίες καινοτομία συνδυάζει τη φύση, τη μηχανική και την τεχνητή νοημοσύνη με τρόπο που θα μπορούσε να αλλάξει τον τρόπο διαχείρισης της υγείας της καρδιάς – καθιστώντας ευκολότερο και πιο αξιόπιστο για τους ανθρώπους να παρακολουθούν τη δραστηριότητα της καρδιάς τους οποτεδήποτε και οπουδήποτε.
«Φορητά βιοηλεκτρονικά συστήματα εμπνευσμένα από τον αστερία για παρακολούθηση φυσιολογικού σήματος κατά την κίνηση και διάγνωση καρδιακών παθήσεων σε πραγματικό χρόνο», δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science Advances. Άλλοι συν-συγγραφείς είναι οι Qunle Ouyang, Xuanbo Miao Zehua Chen και Ganggang Zhao στο Mizzou.
«Αυτό είναι επίσης ένα πλεονέκτημα σε σχέση με τις παραδοσιακές κλινικές δοκιμασίες καρδιάς όπως το υπερηχογράφημα Doppler, το οποίο συνήθως απαιτεί από τους ασθενείς να παραμένουν ακίνητοι για να λάβουν ακριβή αποτελέσματα», είπε ο Chen.
Σχεδιασμένο για άνεση και μακροχρόνια χρήση
Η ομάδα βελτιώνει επίσης τη μακροπρόθεσμη δυνατότητα χρήσης αυτών των συσκευών.
«Μια μεγάλη πρόκληση με τις φορητές συσκευές είναι ότι μπορούν να προκαλέσουν ερεθισμό του δέρματος όταν φοριούνται για μεγάλες περιόδους», είπε ο Γιαν, αναπληρωτής καθηγητής στο Κολέγιο Μηχανικών της Mizzou.
Για να το αντιμετωπίσει αυτό, η ομάδα του Yan εργάζεται για να κάνει τη συσκευή πιο άνετη και φιλική προς το δέρμα. Αυτήν τη στιγμή, η συσκευή κολλάει στο δέρμα χρησιμοποιώντας ένα ειδικό τζελ, αλλά οι μελλοντικές εκδόσεις θα χρησιμοποιούν ένα αναπνεύσιμο, φιλικό προς το δέρμα υλικό για περισσότερη άνεση. Η ομάδα του Yan βελτιώνει αυτό το υλικό τα τελευταία χρόνια.
Η συσκευή εμπνευσμένη από τον αστερία μπορεί επίσης να φορτίσει ασύρματα ενώ εξακολουθεί να φοριέται, εξασφαλίζοντας συνεχή χρήση χωρίς να χρειάζεται να την αφαιρέσετε για φόρτιση.
Πηγή: Science Advances
