Рисунок 6.5. Через 10 лет подобные сенсорные датчики станут массовым явлением
Еще одной значимой медицинской инновацией мы обязаны швейцарским ученым из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL), разработавшим самый компактный на сегодняшний день имплантируемый датчик-монитор биохимического состава крови. Устройство размерами всего 14 мм позволяет измерять до пяти жизненно важных показателей, включая уровень тропонина – белка, являющегося индикатором развития острой сердечной недостаточности
[309]. По каналу Bluetooth датчик передает данные на смартфон, обеспечивая тем самым постоянный мониторинг сердечной деятельности. Помимо этого можно отслеживать уровень глюкозы, лактата и АТФ в целях комплексного мониторинга физиологических процессов при разных видах деятельности и для своевременного выявления всевозможных патологий, в том числе сахарного диабета.
Компания Proteus разработала пероральный сенсорный датчик для оценки состояния внутренних органов. Первоначально известный под названием «пероральный маркер событий»
[310] (IEM), датчик размером не больше песчинки заключается в стандартную биорастворимую капсулу, а после ее рассасывания транслирует сигнал о состоянии здоровья пациента на прикрепленный к коже чип. При этом передача сигнала энергетически обеспечивается током, который вырабатывается под действием желудочной кислоты. Датчик уже прошел сертификацию, а клинические испытания подтвердили его эффективность при сердечной недостаточности, гипертонии, психических расстройствах, диабете, туберкулезе и после пересадки органов. Помимо этого, фиксируемый на поверхности кожи чип измеряет показатели жизнедеятельности и физической активности пациента, например при ходьбе или занятиях спортом, после чего все полученные данные по беспроводной связи отправляются на смартфон и обрабатываются установленным на нем приложением Proteus.
Система, состоящая из мобильного приложения, датчика и накожного чипа, получила название Raisin System. Она собирает и анализирует комплексные данные о поведенческих и физиологических показателях работы организма, таких как частота сердечных сокращений, чередование периодов сна и бодрствования, уровень стресса, а также о соблюдении режима приема лекарств. С согласия пациента обработанные данные могут передаваться в медицинское учреждение.
Датчик сделан из биорастворимых съедобных материалов и абсолютно безопасен для здоровья.
IEM изготавливается из двухкомпонентного материала, который под воздействием желудочного сока вырабатывает электроэнергию, необходимую для его питания. При этом сила тока регулируется в зависимости от потребности в электропитании, необходимом для передачи цифрового сигнала… Система не нуждается в отдельных батареях, антеннах и радиопередатчиках. Она использует сам организм для получения энергии и для трансляции уникального, специфического для конкретной капсулы сигнала без малейшего риска утечки конфиденциальной информации, в значительной мере превосходя более дорогостоящие, сложные и несовершенные с точки зрения защиты данных решения типа RFID
[311].
Марк Здеблик, главный инженер Proteus и соавтор изобретения
Если применить к подобным имплантатам закон Мура, можно ожидать, что через 5-10 лет датчик уменьшится в размере в 20 раз и будет вводиться в организм внутривенно. Оснащенные искусственным интеллектом датчики позволят заблаговременно прогнозировать развитие патологий, а подключение к персональному носимому устройству или смартфону обеспечит возможность информирования персонала медицинского учреждения в случае возникновения экстренной ситуации. Не исключено, что устройства следующего поколения по мере надобности сами будут впрыскивать в кровь пользователя необходимые лекарства.
Рисунок 6.6. Разработка Proteus – сенсорный биометрический датчик размером с булавочную головку
Частная медико-технологическая компания AliveCor, базирующаяся в Сан-Франциско и специализирующаяся на инновациях в области кардиологии, работает над автоматизацией диагностики аритмии, или нарушений сердечного ритма. Уже создан одобренный FDA алгоритм выявления признаков фибрилляции предсердий. Кроме того, разработанное компанией приложение отслеживает события, повлекшие за собой сбой сердечной деятельности, такие как употребление кофе или нервный стресс.
Полагаю, что в ближайшие годы мы научимся безошибочно вычислять тех, кому в ближайшие три дня грозит инфаркт.
Юэн Томсон, глава AliveCor
Хотя подобными интерфейсами уже оснащены устройства вроде Samsung Simband, сбор данных ЭКГ и иных показателей жизнедеятельности, получаемых с помощью носимых и вживляемых датчиков, совместно с алгоритмами их интерпретации позволят словно по волшебству прогнозировать любые нарушения сердечной деятельности. Больше не потребуется вручную вводить данные с клавиатуры, не придется даже вызывать врача. Сенсорные датчики будут ежеминутно собирать показатели, отражающие состояние здоровья человека, и передавать их в медико-информационные системы.
Если, скажем, у вас боли в загрудинной области и вы решили обратиться к врачу, максимум, что он может сделать, – это засвидетельствовать ваши жалобы в истории болезни и снять ЭКГ, которая даст представление о работе вашего сердца в данный момент. В отличие от традиционных методов, новые технологии создают более полную картину за счет постоянного сравнения текущих показателей сердечной деятельности с предшествующими данными (или с показателями контрольной группы сверстников и т. п.). У отдельно взятого врача нет доступа к столь обширному массиву сравнительных данных. Скорее всего, и в будущем, почувствовав себя плохо, вы первым делом обратитесь к врачу, хотя поводом чаще будет служить не плохое самочувствие как таковое, а тревожные показания на циферблате умных наручных часов или индикаторах вживленных датчиков, свидетельствующих о приближении инфаркта. Ключевым здесь является оперативное предоставление врачу объективных данных о состоянии здоровья пациента. В конечном итоге, эффективность медицинской помощи при инфаркте зависит не столько от квалификации и опыта врача, сколько от возможности проследить за работой сердца в динамике.
