Mokslo ir technologijų pasaulis

Jeigu nuo baimės, kad susirgsite širdies ligomis, jums vidurius paleidžia, tai inžinieriai sukūrė kaip tik jums skirtą produktą, rašo „Ars Technica“.

Ročesterio technologijų instituto (JAV) inžinieriai suprojektavo technologiškai pažangų unitazą, kuris, žmogui bevykdant gamtos užduotą prievolę, įvertina jūsų širdies ir kraujotakos sistemos būklę. Šis patobulintas porcelianinis sostas matuoja jūsų kraujospūdį, kraujo prisotinimą deguonimi, kraujo tūrį, kurį kiekvienu susitraukimu perpumpuoja širdis. Matavimai atliekami kiekvienąkart prisėdus.

Unitazo projektas aprašytas atviros prieigos recenzuojamame žurnale „JMIR mHealth and uHealth“.

Anot išradėjų, kiekvieną dieną vis naujus duomenis apie naudotojus registruojantis unitazas ir jo naudotojus, ir medikus galėtų įspėti apie gresiantį širdies nepakankamumą bei leistų imtis prevencinių priemonių nuo tolesnio širdies būklės ir gyvenimo kokybės blogėjimo, o taip pat – nuo ilgo poilsio gydymo ar reabilitacijos įstaigose. Be to, toks sveikatos stebėjimo būdas būtų itin naudingas užmaršiems pacientams: jeigu gydytojų paskirtų specifinių širdies būklės stebėjimo priemonių jie gali tiesiog nepanaudoti, nes užmiršta ar nenori, tai posėdis ant unitazo būtų neišvengiamas.

„Širdies sveikatos vertinimo įrangos sumontavimas į unitazo sėdynę pasižymi galimybe užpildyti paciento stebėjimo spragą ir stebėti tokius sveikatos būklės kitimo duomenis, kokie anksčiau buvo neprieinami. Ši sistema gali apeiti daug naudojimui namuose skirtų įvairių pavidalų širdies būklės stebėjimo įrenginių, nes integruotųsi į neišvengiamą paciento dienotvarkę ir nebūtų priklausomas nuo paciento noro išsimatuoti širdies būklę ar supratimo kaip tai padaryti, o medikams pateiktų tikslius kliniškai svarbių matavimų duomenis“, – aiškino išradėjai, kuriems vadovavo inžinierius Davidas Borkholderis.

Inžinierių tikslas buvo sukurti belaidį, akumuliatoriaus energijos maitinamą, lengvai valomą unitazo sėdynę su įmontuotais jutikliais, kurie duomenis transliuotų į duomenų bazę „debesyje“. Projekte numatyti jutiklių rinkiniai, matuojantis tris skirtingus širdies rodiklius: paviršiniai jutikliai matuoja širdies elektrinį aktyvumą ir sudaro elektrokardiogramą (EKG). Dar vienas paviršinis jutiklis optiniu būdu atlieka kraujo tūrio matavimą (sudaro fotopletizmogramą, FPG). Dar keturi slėgio jutikliai, esantys dangčio apačioje (dangtis prie paties unitazo tvirtinamas lanksčiu vyriu) matuoja balistinę širdies ciklo jėgą ir užrašo balistokardiogramą (BKG).

Iš šių duomenų kombinacijos matematiškai išskaičiuojamas širdies išstumiamo kraujo tūris, kraujospūdis, periferinio kraujo įsotinimas deguonimi.

FPG jutikliai yra naudojami kraujo prisotinimo deguonimi vertinimu – jie šlaunų nugarinėje pusėje atlieka optinius matavimus dviejuose skirtinguose šviesos spindulių dažniuose (raudonos ir infraraudonos šviesos spektruose), kaip ir atliekant standartinę oksimetrijos procedūrą. Matavimas grindžiamas principu, kad hemoglobino su deguonimi ir be deguonies šviesos sugertis skiriasi – hemoglobinas su deguonimi geriau sugeria infraraudonąją šviesą, bedeguonis – raudoną. Palyginus abiejų bangų ilgių sugertį ir kalibravus kiekvieną jutiklių derinį individualiam pacientui galima gauti pakankamai tikslų kraujo prisotinimo deguonimi vertinimą.

Inžinieriai pažymi, kad ankstesniais tyrimais nustatyta, jog BKG rezultatai koreliuoja su kraujo, išstumiamo iš širdies kairiojo skilvelio, tūriu sulig kiekvienu širdies dūžiu. Iš elektrokardiogramos išskaičiavus širdies ciklo informaciją galima apskaičiuoti išstumiamo kraujo tūrį – svarbų širdies sveikatos vertinimo rodiklį.

Kraujospūdį unitazo sėdynė išmatuoja pagal BKG ir FPG duomenų derinį. Ankstesniais tyrimais nustatyta, kad kraujospūdį įmanoma išmatuoti apskaičiuojant kraujo pulso bangos greitį – greitį, kuriuo slėgio banga juda paciento arterijomis. Šis bangos greitis gali būti ekstrapoliuojamas pagal paciento aortos ilgį ir laiką, kurio reikia pulso bangai per ją nusiristi. Unitazo jutikliai šį bangos greitį išmatuoja palygindami širdies balistinių matavimų duomenys su periferinių arterijų bangos formos duomenimis, gaunamais iš optinio FPG matavimo.

Norėdami patikrinti, kaip unitazo duomenų kokybę galima lyginti su profesionalių, ligoninėse naudojamų įrankių rodmenimis, inžinieriai 8 savaites vykdė 18 savanorių kraujospūdžio ir kraujo prisotinimo deguonimi matavimus. Jie taip pat lygino standartinės ligoninės elektrokardogramos duomenis su sėdynės pateikiamais širdies išstumiamo kraujo tūrio rodikliais. Beveik visais atvejais unitazo sėdynė nenutolo už toleruojamų standartinės įrangos paklaidos ribų, o kai kuriais atvejais netgi pasirodė geriau.

Nors inžinieriai tikina, kad dar reikia atlikti papildomų unitazo sėdynės veikimo tikslinimo darbų ir sako, kad dar reikia jos pateikiamus rezultatus palyginti su širdies magnetinio rezonanso matavimais, jie tikisi, kad vieną dieną jų produktas leis pacientų sveikata rūpintis ne tada, kai jau įvyko krizė, o dar prieš jai ištinkant.

Tiesa, yra vienas ganėtinai rimtas šios unitazo sėdynės veikimo trūkumas: ji negali atlikti matavimo tiksliai tuo metu, kai pacientas tuštinasi – tai smarkiai iškreipia matavimo duomenis.

„Ateityje, atliekant tyrimus namų aplinkoje, bus sukurti algoritmai, identifikuojantys tuštinimosi bei šlapinimosi periodus ir įvertinti fiziologiniai pokyčiai, susiję su tokiomis organizmo būsenos permainomis“, – sakė inžinieriai.