Умные кольца сегодня повсюду: одни записывают голосовые заметки и отправляют их на смартфон для расшифровки, другие позволяют задавать вопросы ИИ и слушать ответ через наушники, третьи помогают спортсменам выходить на пик формы. Есть и медицинские модели — для оценки качества сна, для выбора собственного набора биомаркеров через сторонние приложения здоровья, и даже умные серьги, следящие за кровотоком.
One half of the ring contains the flexible electronics, which consist of the battery and printed circuit board David Baillot/UC San Diego Jacobs School of Engineering
Теперь инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего представили кольцо, которое с помощью осмоса непрерывно измеряет сразу шесть показателей: алкоголь, глюкозу, кетоны, лактат, витамин C (аскорбиновую кислоту) и мочевую кислоту — и передаёт данные в приложение на смартфоне.
В статье для журнала Nature Communications соавторы работы Тамогхна Саха, Шичао Дин и Сыюй Цинь из лаборатории профессора Джозефа Вана объясняют, что создали «компактное, полностью интегрированное умное кольцо, способное одновременно отслеживать несколько химических биомаркеров в реальном времени, — настоящий биохимический аналог существующих умных колец».
The other half of the ring houses the sensor array (orange stripes), sweat extraction component and fluidic channel David Baillot/UC San Diego Jacobs School of Engineering
Команда подчёркивает, что устройство «выходит за пределы коммерческих колец, сосредоточенных лишь на биофизических сигналах». «Серийные кольца дают только биофизическую информацию, — говорит научный сотрудник Саха, — но им не хватает молекулярных данных о биохимических маркерах, которые дают куда более глубокое понимание состояния здоровья человека».
Главная инженерная находка — безболезненный осмотический метод забора пота через гидрогель. Благодаря ему кольцу не требуется, чтобы пользователь вспотел: не нужно бежать, крутить педали или бороться на ковре, чтобы получать непрерывный поток медицинских данных. Это принципиально важно для людей с сидячей работой, для тех, кто физически не способен потеть или двигаться, и попросту для сна — самой длинной и самой информативной части суток, которую большинство биохимических датчиков попросту пропускает.
«Кольцо, фиксирующее динамическую молекулярную информацию в реальном времени, было бы крайне полезно для осознанных решений о здоровье, питании и образе жизни, — объясняет профессор Ван. — Например, способность непрерывно и одновременно отслеживать глюкозу и кетоны серьёзно помогла бы в подборе оптимальной дозы инсулина при диабете».
The biomarker monitoring ring next to a US quarter for scale David Baillot/UC San Diego Jacobs School of Engineering
В испытаниях кольцо из Сан-Диего показало себя достойно в сравнении с системами непрерывного мониторинга глюкозы (CGM), которыми пользуются люди с диабетом первого типа, и с коммерческими анализаторами кетонов по крови. Замена двух устройств одним, размером с обручальное кольцо, закрывает сразу два ключевых требования к носимой медтехнике: удобство и незаметность.
Помимо очевидных плюсов вроде 12 часов непрерывного мониторинга кольцо калибруется под конкретного человека, причём стабильность калибровки заявлена на уровне двух месяцев. Это делает оценку трендов по биомаркерам персонализированной и, соответственно, точнее.
Недооценивать значимость незаметности не стоит: исследователи хорошо знают, что многие пациенты рискуют собственным здоровьем из-за стигмы, связанной с необходимостью медицинской помощи. Прибор, который внешне неотличим от обычного украшения, снимает этот барьер лучше любой просветительской кампании.
Важная оговорка для читателей: речь пока о научной разработке, а не о продукте на полке. До сертифицированного медицинского устройства такой прототип проходит долгий путь клинических испытаний, и подбирать дозу инсулина по показаниям экспериментального гаджета нельзя. Но направление обозначено ясно — и оно куда интереснее очередного счётчика шагов.
Источник: Калифорнийский университет в Сан-Диего
