Загляни внутрь себя: устройство, которое подслушивает все звуки твоего тела

Загляни внутрь себя: устройство, которое подслушивает все звуки твоего тела

04 Dec 2023
69

Новые носимые устройства, позволяющие прослушивать едва уловимые шумы в организме, могут выйти далеко за рамки эпизодических измерений, проводимых во время визитов к врачу. Мягкие миниатюрные устройства были разработаны американскими учеными Северо-Западного университета. Прикрепляясь к коже, они непрерывно отслеживают внутренние звуки в организме.

Во время даже самых рутинных визитов врачи слушают звуки внутри тела пациента — движение воздуха в легких, биение сердца и даже движение переваренной пищи по длинному желудочно-кишечному тракту. Эти звуки дают ценную информацию о состоянии здоровья человека. А когда эти звуки незаметно изменяются или прекращаются, они могут сигнализировать о серьезных проблемах, требующих срочного исследования.

Состоящие из пар высокопроизводительных цифровых микрофонов и акселерометров, эти небольшие и легкие устройства прикрепляются к коже, создавая, по словам ученых, "комплексную неинвазивную сенсорную сеть". Одновременно улавливая звуки и соотнося их с процессами в организме, устройства пространственно отображают движение воздуха в легкие, через них и из них, изменение сердечного ритма в различных состояниях покоя и активности, а также движение пищи, газов и жидкостей по кишечнику.

Каждое устройство, заключенное в силиконовый корпус, имеет длину 40 мм, ширину 20 мм и толщину 8 мм. На этой небольшой площади размещены флэш-память, аккумулятор, электронные компоненты, Bluetooth и два микрофона — один направлен внутрь тела, другой — наружу. Улавливая звуки в обоих направлениях, алгоритм позволяет разделить внешние и внутренние звуки тела.

Информация об исследовании новой разработки была опубликована в журнале Nature Medicine.

В ходе пилотных исследований ученые протестировали устройства на 15 недоношенных детях с нарушениями дыхания и кишечной моторики и 55 взрослых, в том числе 35 с хроническими заболеваниями легких. По их словам, устройства показали точность, соответствующую клиническому уровню, и при этом предложили новые функциональные возможности.

В ходе исследования недоношенные дети носили датчики в четырех местах на животе. У взрослых первые результаты совпадают с результатами измерения подвижности кишечника с помощью проводных систем, что является современным стандартом.

В ходе испытаний на взрослых пациентах приборы фиксировали распределение легочных звуков и движения тела в различных точках одновременно, что позволило ученым проанализировать один вдох в различных областях легких.

"Как врачи, мы часто не понимаем, как функционирует та или иная область легких, — сказал доктор Анхит Бхарат, руководивший исследованиям на взрослых. — С помощью этих беспроводных датчиков мы можем фиксировать различные участки легких и оценивать их работу, а также работу каждого участка по отношению друг к другу".