Son zamanlarda yayınlanan bir çalışmada İletişim MateryalleriBilim adamları sıcaklık, hava akışı ve nem gibi solunum parametrelerini izlemek ve çeşitli solunum biyobelirteçlerini tespit etmek için giyilebilir nefes sensörlerinin kullanımına ilişkin mevcut araştırmaları inceledi.

Ayrıca bu sensörlerin hastalıkları tespit etmede ve nefes alma düzenlerini gözlemlemede kullanımını da incelediler.

Ders çalışma: Sağlık hizmetlerinin izlenmesine yönelik giyilebilir nefes sensörlerindeki son gelişmeler. İmaj Kredisi: metamorworks/Shutterstock.com

Olayın Arka Planı

Klinik teşhisler, sistemik sağlık hakkında çıkarımlarda bulunmak için sıklıkla nefes analizini kullanır.

Nefes analizi, indikatör olan yarı uçucu ve uçucu organik moleküller, lipitler, proteinler, virüsler, bakteriler ve deoksiribonükleik asitin (DNA) varlığı da dahil olmak üzere, nefesle verilen nefesteki çeşitli kimyasal imzaların tespit edilmesi ve analiz edilmesi için invaziv olmayan bir yöntem sağlar. patolojik ve fizyolojik durumlar.

Tıbbi teknoloji, nanoteknoloji ve malzeme bilimindeki hızlı ilerlemeler, fizyolojik parametreleri izlemek için akıllı sensörler içeren daha geniş bir giyilebilir cihaz yelpazesinin ortaya çıkmasına neden olmuştur.

Makine öğrenmesi algoritmalarının da eklenmesiyle bu cihazlar çok çeşitli izleme yeteneklerine sahiptir. Küçük yamalar ve maskelerin içindeki sensörler gibi giyilebilir nefes sensörlerinin geliştirilmesi, nefes verilerinin sürekli olarak gerçek zamanlı olarak toplanıp analiz edilmesine olanak tanır.

Bu derlemede araştırmacılar, geleneksel nefes analizi yöntemlerini ve sistemik sağlığın gerçek zamanlı takibini gerçekleştirmek için kullanılabilecek giyilebilir nefes analiz cihazlarındaki son gelişmeleri ele aldı.

Nefes analiz yöntemleri

İnceleme, doğrudan ekipmana veya cihaza verilen veya bir polimer torba veya başka türdeki kaplar kullanılarak toplanan nefesin geniş kategorileri altında yer alan çeşitli nefes yakalama veya numune alma yöntemlerini değerlendirdi.

Bu cihazlardan bazıları, nefesle verilen nefesteki yoğunlaşma suyunu ve dışarı verilen nefes aerosol numunelerini toplamak için taşınabilir bir yöntem sağlayarak yüz maskelerine dahil edilmiştir.

2019 koronavirüs hastalığı (COVID-19) salgını nedeniyle yüz maskelerindeki ani artışla birlikte, gözenekli polikarbonat kullanılarak yapılanlar gibi esnek nefes toplayıcı membranlar, giyilebilir nefes toplama cihazları geliştirmek için kapsamlı bir şekilde araştırılıyor.

Araştırmacılar, giyilebilir nefes örnekleme cihazları geliştirmek için kullanılan katı faz mikro ekstraksiyonu, termal desorpsiyon tüpleri ve iğne tuzağı yöntemleri gibi çeşitli yöntemleri tartıştı.

İncelemede ayrıca seçilmiş iyon akış tüpü kütle spektrometrisi, kütle spektrometrisi ile birleştirilmiş gaz kromatografisi ve proton transfer reaksiyon kütle spektrometrisi gibi geleneksel nefes analizi yöntemleri de tartışıldı. Son zamanlarda yapılan çalışmalarda, optik absorpsiyon spektroskopisi ve yüzeyle geliştirilmiş Raman saçılımı gibi nefes örneklerinde biyobelirteç tespitinde etkili olduğu kanıtlanmış yöntemler de araştırılmıştır.

Karbon nanotüpler gibi malzemeleri kullanan elektrokimyasal yöntemler, gaz ve uçucu organik bileşiklerin analizi için alternatif yöntemler sağlar.

Biyobelirteç tespiti

Geleneksel nefes analiz teknikleri, biyobelirteçlerin yüksek özgüllük ve hassasiyete sahip niceliksel bir analiz yöntemini sunmasına rağmen, hantal araçlar ve yüksek maliyetler, erişilebilirliği engellemekte ve uygulama kapsamlarını sınırlamaktadır.

Biyobelirteçleri tespit etmek için entegre yöntemlere sahip giyilebilir nefes sensörlü cihazlar, kolay ve rahat bir şekilde gerçek zamanlı izlemeye olanak tanır.

Bu cihazlar oksijen, amonyak, karbondioksit, hidrojen peroksit gibi çeşitli biyobelirteçleri ve çok sayıda patojeni analiz edebilir. Oksijen seviyelerindeki ciddi değişiklikler, her ikisi de sağlık durumunun göstergesi olan hiperoksi veya hipoksiyi tanımlamaya yardımcı olabilir.

Benzer şekilde, hiperkapni ve hipokapni (nefesteki karbondioksitin fazlalığı veya eksikliği) solunumsal asidoz veya alkalozun göstergeleridir ve her ikisi de ciddi sağlık sorunlarına ve solunum durmasına dönüşebilir.

Nefesteki amonyak seviyesindeki artış, böbrek ve karaciğer hastalığının veya üre döngüsüyle ilgili bozuklukların bir göstergesidir. Nefesle verilen nefesteki hidrojen peroksit sıklıkla solunum yollarındaki oksidatif stresi ve inflamasyonu gösterir.

İnceleme ayrıca son araştırmaların, şiddetli akut solunum sendromu koronavirüs 2 (SARS-CoV-2) gibi solunum yolu virüslerini tespit etmek için nefes sensörlü solunum maskeleri geliştirmeye odaklandığını da ortaya çıkardı.

Solunum parametrelerinin izlenmesi

Giyilebilir nefes sensörleri, biyobelirteçlerin yanı sıra genel sağlığın hayati göstergeleri olan sıcaklık, hava akışı ve solunan nefesin nem içeriği gibi sağlık parametrelerinin sürekli gerçek zamanlı izlenmesini de sağlayabilir.

Hava akışını ve nemi izleyen giyilebilir sensörler, dirençli veya kapasitif hava akışını temel alır. Hava akışı sensörleri ayrıca triboelektrik veya piezoelektrik etki kullanılarak kendi kendine çalıştırılabilir. Sıcaklık sensörleri, nikel oksit nanopartiküllerine sahip termistörleri veya kalorimetrik veya piroelektrik sensörleri kullanır.

Sonuç

Özetlemek gerekirse, inceleme, giyilebilir nefes analiz cihazlarıyla ilgili mevcut ve mevcut araştırmaları incelemiş ve hastalık ve rahatsızlık göstergeleri olan biyobelirteçlerin ve solunum parametrelerinin gerçek zamanlı ve sürekli numune alınması ve analizi de dahil olmak üzere bu cihazların geniş bir uygulama yelpazesini kapsamlı bir şekilde tartışmıştır. sağlık.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://www.news-medical.net/news/20240326/Emerging-trends-in-wearable-breath-sensors-aim-at-personalized-healthcare-solutions.aspx