У детей, рожденных преждевременно, зачастую наблюдаются нарушения нервно-двигательного и когнитивного развития. Лучший способ уменьшить воздействие этих нарушений – это выявить их на ранней стадии с помощью серии когнитивных и моторных тестов. Но точно измерить и записать двигательные функции маленьких детей сложно. Любой родитель скажет вам, что малыши, как правило, не любят носить громоздкие устройства на руках и имеют склонность к тому, чтобы глотать то, что им не следует.
Материалы и методы обследования
Сенсорный раствор сделан из йодида калия и глицерина, которые являются обычными пищевыми добавками. После короткого периода перемешивания глицерин разрушает кристаллическую структуру йодида калия и образует катионы калия (K +) и иодид-ионы (I-), делая жидкость проводящей. Поскольку у глицерина скорость испарения ниже, чем у воды, а йодид калия обладает высокой растворимостью, жидкость стабильна в диапазоне температур и уровней влажности и обладает высокой проводимостью.
«Предыдущие биосовместимые мягкие датчики были изготовлены с использованием растворов хлорида натрия и глицерина, но эти растворы имеют низкую проводимость, что делает данные датчика неясными, и для их подготовки также требуется около 10 часов», – сказал Сюй. «Мы сократили это до 20 минут и получили очень чистые данные».
Результаты научной работы
Исследователи из Гарвардского университета (Harvard University) разработали мягкий нетоксичный переносной датчик, который незаметно прикрепляется к руке и измеряет силу захвата и движения рук и пальцев. Исследование было опубликовано в научном журнале Advanced Functional Materials и является сотрудничеством между Гарвардской школой инженерных и прикладных наук им. Джона А. Полсона (SEAS), Институтом биологического вдохновения Висс (The Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering), Медицинским центром Beth Israel Deaconess и Бостонской детской больницей (Boston Children’s Hospital). Одним из новых элементов датчика является нетоксичный жидкий раствор с высокой проводимостью.
«Мы разработали новый тип проводящей жидкости, которая не более опасна, чем небольшая капля соленой воды», – сказал автор исследования Сий Сюй (Siyi Xu). «Он в 4 раза более проводящий, чем предыдущие биосовместимые растворы, что приводит к более чистым данным».
Конструкция датчиков также учитывает потребности детей. Вместо громоздких перчаток датчика из силиконовой резины, новый датчик располагается на верхней части пальца и на подушечке пальца.
«Мы часто видим, что дети, которые родились рано или у которых были диагностированы ранние нарушения развития, имеют очень чувствительную кожу», – сказал Юджин Голдфилд (Eugene Goldfield), соавтор исследования. «Придерживаясь верхней части пальца, это устройство дает точную информацию, одновременно обходя чувствительную руку ребенка».
Голдфилд с соавторами исследования в настоящее время изучают двигательную функцию с использованием лаборатории захвата движения в SEAS и Wyss. Хотя захват движения может многое рассказать о движении, он не может измерить силу, которая имеет решающее значение для диагностики нейромоторных и когнитивных нарушений развития.
В этом исследовании устройство проверялось только на руках взрослого человека. Далее исследователи планируют уменьшить масштаб устройства и протестировать его на руках детей.
«Способность количественно определять сложные движения человека дает нам беспрецедентный диагностический инструмент. Сосредоточение внимания на развитии двигательных навыков у детей младшего возраста ставит уникальные задачи для того, как интегрировать множество датчиков в маленькое, легкое и малозаметное носимое устройство. Эти новые датчики решают эти проблемы – и если мы сможем создать переносные датчики для детей, они будут использоваться в диагностике, терапии, человеко-компьютерных интерфейсах и виртуальной реальности».
Авторы другого исследования утверждают, что миллиметровый датчик поможет контролировать весь организм.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
