Согласно аналитическому отчету “Markets&Markets”, мировой рынок носимых медицинских устройств достигнет 46,6 млрд долларов в 2025 году. Значительную долю на нем занимают носимые гаджеты, однако умная одежда и медицинские системы из электронного текстиля демонстрируют положительную динамику. Футболки и жилеты помогают контролировать частоту сердечных сокращений и артериальное давление после сердечного приступа, регулировать температуру у пациентов с деменцией и многое другое.
Что может е-текстиль
Электронный текстиль (e-textile) — новая гибридная область, разработанная с помощью интеграции электронных компонентов в повседневное использование текстильных изделий. Медицинская сфера является одной из основных ведущих областей, где внедряются эти продукты, преимущественно предназначенные для непрерывного мониторинга состояния пациентов, сообщает журнал Electronics.
Сферы применения электронного текстиля
Данные: журнал Electronics
Журнал Sensors проанализировал виды датчиков, которые могут быть использованы в “умном” текстиле в сфере охраны здоровья.
- Температурные датчики: предоставляют данные о тепловыделении и теплопотере. Датчик температуры в умном текстиле обеспечивает оценку температуры на поверхности кожи и вблизи тела.
- Датчики частоты дыхания. Скорость поглощения кислорода и удаления углекислого газа из клеток тела известна как система дыхания. Его применение ограничено, но он играет важную роль для телеметрического мониторинга во время мониторинга сна и некоторых респираторных заболеваний.
- Кинематический анализ. Хотя смарт-текстиль используется для физиологического анализа, он также может выполнять кинематический анализ. Это очень важно для реабилитации и положения скелета во время терапии.
- Датчики влажности: датчики влажности предназначены для контроля потоотделения, влаги в ранах, предотвращения язв и т. д.
- Датчик pH: pH измеряется кислотно-щелочным гомеостазом. Этот параметр важен для процесса заживления ран и мониторинга потоотделения.
- Датчик пульсоксиметрии. Метод, который используется при исследовании биологической ткани для оценки насыщения артериальной крови кислородом, называется пульсоксиметрией. Его клиническое применение — интенсивная терапия, отделение неотложной помощи, во время анестезии.
- Сенсорный жгут: этот датчик используется для мониторинга движений грудной клетки и брюшной полости из-за дыхательной активности без искажения сигнала или перекрытия сигнала.
Текстиль для мониторинга
Среди пионеров е-текстиля компания Nuubo, которая разработала систему мониторинга ЭКГ на основе одежды. Это устройство в виде жилета, состоящего из встроенных электродов и использующего MicroSD для записи показателей.
Мониторинг с Nuubo — это простой опыт для пациентов. Никаких кабелей, никаких клеев или тяжелых устройств: пациент может вести обычный образ жизни; что обеспечивает успех мониторинга электрокардиограммы в среднесрочной и долгосрочной перспективе.
Myant создала рубашку для измерения артериального давления под названием SKIIN. Ее можно стирать, и она обеспечивает непрерывный круглосуточный мониторинг и автоматическое отслеживание данных.
Начало клинических испытаний направлено на подтверждение использования Skiin в качестве медицинского устройства с многочисленными форм-факторами, от нижнего белья с поддержкой ЭКГ с 3 отведениями до жилетов с холтеровским монитором ЭКГ с 12 отведениями. В рамках этих исследований Myant будет проверять сигнал ЭКГ, полученный с помощью своей сенсорной системы на основе ткани, а также включать другие биометрические данные (такие как дыхание, температура, биомеханика и т. д.) и контекстуальную информацию (например, активность, местоположение и т. д.), чтобы предоставить целостное представление о здоровье и благополучии пациента, лучше прогнозировать и предотвращать заболевания до того, как они проявятся в виде острых или хронических проблем.
В настоящее время Myant работает над биометрической одеждой, которая может обеспечить удаленный мониторинг пациентов с COVID-19. В прошлом году Правительство Онтарио инвестировало в этот проект более 1,5 млн долларов.
Этикетка здоровья
Компания Spire Health пошла несколько иным путем. Она выпустила этикетку с биосенсорами Health Tag, которая может сделать любой текстиль “умным” в считанные секунды. В декабре прошлого года вместе с компанией RCSM — лидером в области респираторной медицины и медицины сна во Флориде она запустила удаленный мониторинг для пациентов с респираторными заболеваниями. Теперь пульмонологи RCSM могут обнаруживать изменения в клиническом состоянии больного и вмешиваться до того, как состояние пациента ухудшится, чтобы потенциально избежать посещения отделения неотложной помощи или больницы.
Health Tag постоянно отслеживает частоту дыхания, пульс и уровень активности и автоматически уведомляет лечащую бригаду об изменениях в состоянии пациента. Этикетка прикрепляется к существующей одежде пациента, что повышает доступность технологии и приверженность пользователей ей.
Футболка с 5G
Один из крупнейших разработчиков 5G в мире, китайский производитель мобильных устройств ZTE вместе с итальянскими партнерами создал смарт-футболку YouCare с поддержкой 5G. Ее представили на Всемирном мобильном конгрессе, который проходил в Барселоне летом прошлого года.
YouCare позволяет обнаруживать комбинацию биопараметров, которые никогда прежде не обнаруживались текстильными датчиками, таких как “настоящая” электрокардиограмма, анализ респираторной деятельности, потоотделения, мышечных усилий и температуры тела. Футболка позволяет передавать данные через сверхбыстрое соединение ZTE 5G и представляет собой полностью текстильный продукт без металлических компонентов, который прост в использовании и подлежит стирке.
YouCare, сертифицированная как медицинское устройство, основана на алгоритмах прогнозирования сердечно-сосудистых заболеваний BSP-Medical, мирового лидера в области обработки медицинских данных.
Текстиль для управления болью
Но е-текстиль — не только про отслеживание состояния здоровья, но и про управление им. Непроходящая боль является, пожалуй, самым важным фактором, снижающим качество жизни пожилых людей. Новая технология, основанная на терапевтических умных тканях, может помочь исправить это.
Идея технологии заключается в том, чтобы уменьшить последствия нарушения мышечной силы, подвижности, равновесия, памяти или чувствительности, вызванные естественными причинами или болезнью.
В рамках нового проекта “Умный текстиль” в Научном парке Бурос, Университете Бурос и Каролинской университетской больнице в Швеции будут разработаны и испытаны прототипы на основе терапевтического электростимулирующего текстиля в области гериатрических технологий.
Доцент Нильс-Кристер Перссон, отвечающий за исследования в лаборатории Smart Textiles Technology Lab, пояснил: “Боль является причиной многих несчастных случаев при падении среди пожилых людей, поэтому основное внимание в проекте уделяется предотвращению падений путем предотвращения боли”.
Боль — очень сложная область, поэтому исследователи в рамках проекта разработают три разных прототипа, чтобы определить, каким тип боли можно лучше всего управлять. Для этого будут проведены клинические исследования. Проект финансируется через Фонд семьи Кампрад и продлится два года до августа 2023 года.
Рубашка с “голосом”
Интересное решение нашла и группа исследователей, которая недавно создала тип электронного текстиля, способного “общаться” и подавать электричество на дисплей. Система разработана для людей с проблемами голоса или речи. Общее ключевое слово о психическом состоянии человека после декодирования сигналов электроэнцефалограммы высвечивается у него на одежде.
Исследователи утверждают, что создали источник питания интегрированной текстильной системы с использованием аккумуляторных волокон, которые накапливают энергию фотоэлектрического текстильного модуля. Их ткань можно стирать, что имеет решающее значение для коммерциализации электронного текстиля.
Действительно, возможность (многократной) стирки и надежность сенсоров после контакт с водой и моющими средствами являются основными проблемами, с которыми в настоящее время сталкиваются изделия из е-текстиля.
Ряд ученых полагают, что хотя некоторые разработчики пишут в инструкциях к своим изделиям, что их можно стирать, совершенно непонятно, сколько стирок они в состоянии выдержать и как после каждой такой процедуры будет меняться точность собираемых данных. Этот вопрос требует тщательной проработки.
Вызовы, с которыми сталкиваются производители умного текстиля, станут одной из тем обсуждения на четвертой Международной конференции по проблемам, возможностям, инновациям и приложениям в электронном текстиле, которая ежегодно проводится в ноябре в Великобритании. В этому году ее будет принимать город Ноттингем. В рамках мероприятия запланирована тематическая выставка разработчиков.
Корреспондент МВ и ФВ Екатерина Погонцева специально для evercare.ru
#ОБЗОРЫТЕХНОЛОГИЙИРЕШЕНИЙ
#ЭЛЕКТРОННЫЙТЕКСТИЛЬ
