Американские ученые из Технологического института Джорджии разработали новый сенсорный чип, который в течение длительного времени способен записывать многочисленные сигналы легких и сердца вместе с движениями тела и может использоваться пользователем в течение дня.
Информация о разработке была опубликована в журнале npj Digital Medicine.
Этот миниатюрный чип, по своим размерам не превышающий божью коровку, включает в себя два тонких слоя кремния, которые накладываются друг на друга, разделенные пространством в 270 нанометров - около 0,005 ширины человеческого волоса.
Это носимое устройство представляет собой герметичный высокоточный датчик вибрации, сочетающий в себе характеристики акселерометра и контактного микрофона для получения широкополосных механоакустических физиологических сигналов. Такой сенсор предоставляет возможность одновременно отслеживать многочисленные параметры здоровья, связанные с сердечно-легочной системой, включая частоту сердечных сокращений и дыхания, сердечные звуки, звуки легких, а также движение и положение тела человека. В инкапсулированном акселерометрическом контактном микрофоне используются нано-диапазонные преобразователи для достижения необычайной чувствительности в широкой полосе пропускания с высоким динамическим диапазоном.
Во время тестирования с помощью таких датчиков были получены параметры здоровья шести испытуемых с различным индексом массы тела, а их пригодность для обнаружения слабых механоакустических сигналов, таких как патологические звуки сердца и закономерности неглубокого дыхания, оценивались на пациентах с ранее диагностированными такими заболеваниями.
Новый чип, по сути, действует как усовершенствованный электронный стетоскоп и акселерометр в одном устройстве. Он обнаруживает вибрации, которые поступают в чип изнутри тела, при этом фильтруя все внешние шумы, поступающие снаружи, как звуки, передающиеся по воздуху. Он способен также обнаруживать полезные звуки и вибрации даже сквозь одежду.
Благодаря широкой полосе пропускания чип датчика записывает все мелкие детали сердцебиения, волны, которые сердце посылает через тело, а также частоту дыхания и легочные звуки. Сигналы записываются синхронно, потенциально позволяя получить широкую картину здоровья сердца и легких пациента.