Износостойкие биодатчики с автономным питанием
- это устройства, которые работают без внешнего электронного источника питания или бортового аккумулятора и в которых для передачи информации о срабатывании используется распознающий биологический элемент.
Такие устройства становятся все более распространенными, следуя общей тенденции более широкого распространения носимых устройств. Самозарядка, может быть особенно важной характеристикой в ситуациях, когда замена или зарядка аккумулятора, невозможна или нецелесообразна.
Большинство носимых биологических датчиков, работающих на собственном питании, используют ферментные реакции для получения энергии, необходимой для работы, но существуют и другие инновационные подходы, сочетающие в себе несколько методов передачи сигнала для одновременного обеспечения питания и получения сигнала обнаружения.
Области необходимых исследований включают разработку более мощных методов сбора энергии, и более износостойких биодатчиков с собственным питанием, которые имеют встроенную маломощную беспроводную электронику.
Двадцать лет назад, наручные часы были почти единственными носимыми устройствами на рынке. Сегодня существует целый ряд коммерческих носимых устройств, способных выполнять электрокардиографию при одновременном измерении ускорения и глобального позиционирования.
В настоящее время только в США насчитывается около 73 миллионов носимых устройств, и прогноз вполне здоровый: в 2018-2021 годах прогнозируется рост на 18,3%. Носимые материалы останутся, и их влияние будет влиять на медицинскую сферу, продвигая тенденцию к более персонализированному, контролируемому пациентом медицинскому обслуживанию.
С появлением привычных носимых устройств, пользователи хотят, чтобы они обладали расширенными возможностями.
В этом отношении, есть два важных текущих направления, которые являются фоном для данного мини-рецензирования.
Одним из актуальных направлений исследований, является устранение необходимости во внешнем электронном питании или перезаряжаемых батареях.
Еще одним очень активным направлением исследований, является расширение возможностей носимых устройств, чтобы они могли извлекать информацию из жидкостей организма, что позволило бы получать биологическую информацию в режиме реального времени, потенциально полезную для медицинской диагностики.
Носимые устройства, обладающие этими двумя возможностями, будут постоянно собирать биологические данные для диагностических и прогнозных целей, и смогут ежемесячно выполнять работы, не требующие технического обслуживания. Это окажет серьезное воздействие на здравоохранение как для лиц, входящих в группу высокого риска, так и для населения в целом.
Например, автономные необслуживаемые устройства удаленного мониторинга пациентов, могут сократить продолжительность пребывания в больнице и значительно снизить общие расходы на здравоохранение.
В то время как более широкий спектр носимых устройств, включает множество устройств слежения за состоянием здоровья и других устройств, контролирующих различные биологические системы, данный обзор сосредоточен исключительно на тех, которые отвечают нескольким конкретным критериям: они носят носимые, автономные и биосенсорные.
Эта подгруппа носимых электронных устройств, является важным классом носимых, но в настоящее время они существуют только как академические прототипы, с ограниченной функциональностью и мало примеров в научной литературе.
Для большей ясности важно определить три термина, которые описывают устройства в этой статье, поскольку в научной и технической литературе часто встречаются несоответствия в том, как эти термины используются при маркировке устройств. Тремя ключевыми терминами, которые должны быть определены, являются носимый, самодостаточный и биосенсор.
Под износостойким, понимается устройство, которое надето на тело, а не имплантировано.
Одежда, пластыри, контактные линзы и капы можно носить, поскольку они не являются или минимально инвазивными, и могут применяться, и сниматься без медицинской помощи, или специального оборудования (инструментов).
Даже пятна на коже с применением микронидлинга, можно считать носимыми устройствами, поскольку микронидлинги достаточно малы, чтобы не причинять боли, и пользователь может быстро и легко наносить, и удалять пластырь без помощи врача, или специального инструмента.