«Ηλεκτρονικό τατουάζ» για ιατρικό έλεγχο

«Ηλεκτρονικό τατουάζ» για ιατρικό έλεγχο

4' 57" χρόνος ανάγνωσης
Ακούστε το άρθρο

Σε μερικά χρόνια, είναι πολύ πιθανό να αποτελούν παρελθόν από τα νοσοκομεία διάφορες ογκώδεις ιατρικές συσκευές -όπως οι καρδιογράφοι ή οι ηλεκτρομυογράφοι- και τα ηλεκτρόδια που χρειάζεται να τοποθετηθούν στο σώμα του ασθενούς για να μπορέσουν αυτές οι συσκευές να ελέγξουν την κατάσταση της υγείας του. Κι αυτό, γιατί μία διεθνής ομάδα ερευνητών, με επικεφαλής επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Ιλινόι στις ΗΠΑ, ανέπτυξε ένα «ηλεκτρονικό τατουάζ», το οποίο όταν κολληθεί στο δέρμα, μπορεί να καταγράφει σε πραγματικό χρόνο διάφορες ζωτικές ενδείξεις, όπως τη θερμοκρασία, τους σφυγμούς ή τα ηλεκτρικά σήματα από τη λειτουργία των μυών. Ετσι, οι γιατροί θα πραγματοποιούν μια σειρά από εξετάσεις απλώς φέρνοντας κοντά στο «τατουάζ» έναν ασύρματο δέκτη, ο οποίος θα «διαβάζει» χωρίς καλώδια όλα τα σχετικά δεδομένα.

Εξ αποστάσεως

Το «τατουάζ» μάλιστα, το οποίο ουσιαστικά είναι μία ηλεκτρονική πλακέτα από αισθητήρες και άλλα μικροηλεκτρονικά εξαρτήματα, μπορεί να τοποθετηθεί σχεδόν σε οποιαδήποτε περιοχή του σώματος, ενώ είναι ήδη εξαιρετικά αξιόπιστο στις μετρήσεις που πραγματοποιεί. Γεγονός που ανοίγει τον δρόμο και για την παρακολούθηση ασθενών εκτός νοσοκομείου: οι ερευνητές υποστηρίζουν πως, κολλημένο στο στήθος, το «τατουάζ» θα ελέγχει επί 24ώρου βάσεως την κατάσταση ενός καρδιοπαθούς όπου κι αν αυτός βρίσκεται, ώστε να εντοπίζει άμεσα οποιοδήποτε απρόοπτο. Ή θα επιτρέπει την πραγματοποίηση διαγνώσεων για παθήσεις όπως η υπνική άπνοια, χωρίς να χρειάζεται ο εξεταζόμενος να κοιμηθεί σε ένα Κέντρο Υπνου και να καλωδιωθεί στα μηχανήματα που χρησιμοποιούνται σήμερα.

Παράλληλα, υπόσχεται και εφαρμογές οι οποίες είναι ακόμη πιο πρωτοποριακές: όπως απέδειξαν οι ερευνητές με τα πειράματά τους, όταν κολληθεί στον λαιμό, η πλακέτα ανιχνεύει με τέτοια ακρίβεια τις κινήσεις του λάρυγγα, ώστε να μπορεί να καταλάβει τις λέξεις που θέλει να προφέρει ο χρήστης. Δίνει έτσι τη δυνατότητα σε ανθρώπους με παροδικά ή μόνιμα προβλήματα ομιλίας να επικοινωνήσουν, αφού το «τατουάζ» μπορεί να διαβιβάσει αυτές τις λέξεις σε έναν ηλεκτρονικό υπολογιστή που θα αναλάβει να τις αναπαραγάγει μέσω του ηχείου του. Είναι χαρακτηριστικό πως, στις αντίστοιχες δοκιμές, η πλακέτα αντιλαμβανόταν τις σωστές λέξεις σε ποσοστό 90%.

Τα αποτελέσματα των παραπάνω δοκιμών, όπως και ο τρόπος λειτουργίας της πλακέτας, περιγράφονται σε άρθρο των ερευνητών το οποίο δημοσιεύθηκε την προηγούμενη εβδομάδα στο περιοδικό Science. Σε αυτό το άρθρο, οι επιστήμονες περιγράφουν επίσης την τεχνική που χρησιμοποίησαν ώστε το «τατουάζ» να παραμένει κολλημένο στο σώμα: τα ηλεκτρονικά κυκλώματα βρίσκονται ανάμεσα σε δύο φύλλα υπέρλεπτου πλαστικού, από τα οποία το κάτω φύλλο είναι υδατοδιαλυτό, ώστε όταν βραχεί και πιεστεί πάνω στο δέρμα, να κολλά πάνω του σαν ένα προσωρινό τατουάζ. Εξίσου σημαντικό είναι πως στη συνέχεια η πλακέτα δεν ξεκολλά παρότι ο άνθρωπος που τη φοράει κινείται.

Οι ιδιότητες αυτές οφείλονται στο γεγονός ότι η βάση του «τατουάζ» δεν παραμένει ενωμένη με το σώμα χάρις σε κάποιας μορφής κόλλα ή τζελ ώστε να μην προκαλεί ερεθισμό, αλλά στις ηλεκτροστατικές δυνάμεις που αναπτύσσονται μεταξύ των μορίων του πλαστικού υλικού και των δερματικών κυττάρων. Το πρόβλημα όμως που έχουν να λύσουν οι επιστήμονες είναι ότι, καθώς τα επιφανειακά δερματικά κύτταρα ανανεώνονται με πολύ γρήγορο ρυθμό, η πλακέτα προς το παρόν δεν μπορεί να παραμείνει στο σημείο που έχει τοποθετηθεί για περισσότερα από λίγα 24ωρα. Ωστόσο, δηλώνουν αισιόδοξοι πως σε λίγο καιρό θα καταφέρουν να αυξήσουν τη διάρκεια παραμονής του «τατουάζ», η οποία θα ξεπερνά τον μήνα. Αλλωστε, έχουν καταφέρει ήδη να «συμφιλιώσουν» τον κόσμο της μικροηλεκτρονικής με αυτόν της βιολογίας – υπό την έννοια ότι, μέχρι σήμερα, τα ολοκληρωμένα κυκλώματα σχεδιάζονταν με τέτοιο τρόπο ώστε να είναι άκαμπτα, τη στιγμή που οι κυτταρικοί ιστοί χαρακτηρίζονται από ευλυγισία και πλαστικότητα. Αντίθετα, τα μικροσκοπικά εξαρτήματα που περιέχονται στο «τατουάζ» έχουν τη μορφή συρμάτων με ακανόνιστο κυματοειδές σχήμα, ώστε να μπορούν να τεντώνονται ή να συμπιέζονται χωρίς να καταστρέφονται. Επομένως, η πλακέτα παραμορφώνεται όπως και το δέρμα -δηλαδή «ζαρώνει» ή κάμπτεται- διατηρώντας τη λειτουργία της.

Αισθητήρες

Οι επιστήμονες πειραματίστηκαν με επιτυχία με διάφορους βιολογικούς αισθητήρες, δείχνοντας πως, παρά την «ευλυγισία» τους, αυτοί οι αισθητήρες μετρούσαν με ακρίβεια τις ζωτικές ενδείξεις του ανθρώπινου σώματος. Το ίδιο διαπίστωσαν όταν δοκίμασαν διαφορετικές εκδοχές του «τατουάζ», οι οποίες περιλάμβαναν άλλα εύκαμπτα ηλεκτρονικά εξαρτήματα, όπως τρανζίστορ, ασύρματες κεραίες ή LED. Ετσι, το επόμενο βήμα είναι να συνδυάσουν τους αισθητήρες με τα υπόλοιπα εξαρτήματα, δημιουργώντας μια πλήρως λειτουργική πλακέτα.

Οπως και να ενσωματώσουν σε αυτήν μία πηγή τροφοδοσίας -οι ίδιοι μελετούν την πιθανότητα τοποθέτησης μικροσκοπικών φωτοβολταϊκών στοιχείων ή κάποιου δέκτη που θα φορτίζεται μέσω ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας- η οποία θα αναλάβει την ηλεκτροδότησή της.

Οταν ολοκληρωθούν αυτά τα βήματα, το «τατουάζ» θα είναι έτοιμο για μαζική παραγωγή, αφού, παρά το ιδιόμορφο σχήμα που του προσδίδει ευκαμψία, μπορεί με ελάχιστες προσαρμογές να δημιουργηθεί από βιομηχανίες που σήμερα κατασκευάζουν συμβατικές ηλεκτρονικές πλακέτες.

Μετρητής σακχάρου στο αίμα

Μια παρόμοια ηλεκτρονική ταμπλέτα αναπτύσσουν επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Northeastern της Βοστώνης, ειδικά για όσους πάσχουν από διαβήτη και με σκοπό να μπορούν να παρακολουθούν με εύκολο τρόπο τα επίπεδα σακχάρου τους στο αίμα. Η συγκεκριμένη πλακέτα θα εμφυτεύεται κάτω από το δέρμα του ασθενούς, λίγο πιο ψηλά από τον καρπό. Ετσι, για να μετρήσει τα επίπεδα της γλυκόζης του, ο χρήστης το μόνο που θα έχει να κάνει είναι να χρησιμοποιήσει έναν φορητό φακό με ειδικά LED, τα οποία εκπέμπουν γαλάζιο φως, και ένα κινητό τηλέφωνο iPhone. Τότε, «βομβαρδίζοντας» την πλακέτα εξωτερικά με φως από τα LED, η κάμερα του κινητού θα ανιχνεύει την ανακλώμενη ακτινοβολία και, με μια ειδική εφαρμογή, θα ενημερώνει τον ασθενή για το αν χρειάζεται ή όχι ένεση ινσουλίνης.

Στην πλακέτα βρίσκονται τοποθετημένα ειδικά νανοσωματίδια τα οποία ενώνονται με τα μόρια γλυκόζης· σε αυτή την περίπτωση τα σωματίδια, τα οποία σε φυσιολογική κατάσταση είναι ουδέτερα, αποκτούν ηλεκτρικό φορτίο και επομένως αλλάζουν οι οπτικές ιδιότητες. Κατά συνέπεια, όταν προσπέσει σε αυτά γαλάζιο φως από τον φακό, η εφαρμογή στο iPhone μπορεί να υπολογίσει τη μεταβολή των οπτικών τους ιδιοτήτων και, από αυτή, τη συγκέντρωση του σακχάρου. Οι επιστήμονες έχουν δοκιμάσει τη συσκευή σε ποντίκια με ενθαρρυντικά αποτελέσματα, ενώ υποστηρίζουν πως αν ενσωματώσουν σε αυτήν και άλλα νανοσωματίδια, θα μπορεί να εκτιμήσει επίσης τις συγκεντρώσεις πολλών ακόμη συστατικών του αίματος, όπως του νατρίου ή του καλίου.

Λάβετε μέρος στη συζήτηση 0 Εγγραφείτε για να διαβάσετε τα σχόλια ή
βρείτε τη συνδρομή που σας ταιριάζει για να σχολιάσετε.
Για να σχολιάσετε, επιλέξτε τη συνδρομή που σας ταιριάζει. Παρακαλούμε σχολιάστε με σεβασμό προς την δημοσιογραφική ομάδα και την κοινότητα της «Κ».
Σχολιάζοντας συμφωνείτε με τους όρους χρήσης.
Εγγραφή Συνδρομή