حسگرهای زیستی پوشیدنی که به کاربران امکان می دهند به طور مداوم بر سیگنال های بیولوژیکی خود در طول زمان نظارت کنند، راه را به سمت مراقبت های بهداشتی شخصی هموار می کنند.

بیوسنسور پوشیدنی چیست؟

حسگرهای زیستی پوشیدنی ابزارهایی هستند که می‌توانند بر روی بدن، داخل بدن یا نزدیک به بدن انسان برای نظارت بر سیگنال‌های بیولوژیکی استفاده شوند. آنها اندازه‌گیری‌های مداوم پارامترهای فیزیولوژیکی پویا را در زمان واقعی ارائه می‌کنند، و یک خروجی دیجیتالی را ارائه می‌دهند که به راحتی قابل تفسیر است و بر مبنای آن می توان عمل کرد.

یک حسگر زیستی پوشیدنی معمولاً شامل یک بخش تشخیصی است که سیگنال هدف را تشخیص می‌دهد، یک مبدل که سیگنال را به یک پارامتر قابل اندازه‌گیری تبدیل می‌کند، و یک پردازنده الکترونیکی که یک رابط بصری برای ارائه ی نتایج را فعال می‌کند.

حسگرهای زیستی پوشیدنی چگونه کار می کنند؟

حسگرهای زیستی پوشیدنی با شناسایی و اندازه‌گیری سیگنال‌های بیولوژیکی کار می‌کنند. نوع سیگنال و نحوه اندازه‌گیری آن بین انواع مختلف حسگرهای زیستی پوشیدنی متفاوت است. ناحیه تشخیص زیستی دستگاه که در تماس با بدن یا مایعات بدن قرار می‌گیرد، ممکن است حاوی مولکول‌های بیولوژیکی مانند اسیدهای نوکلئیک، آنزیم‌ها یا آنتی‌بادی‌ها باشد. آنها همچنین ممکن است سیگنال های دیگری مانند تغییرات نور یا گرما یا فعالیت الکتریکی ماهیچه ها را هنگام انقباض تشخیص دهند.

هنگامی که یک سیگنال توسط عنصر تشخیص زیستی شناسایی می شود، توسط عنصر مبدل دستگاه به سیگنال قابل اندازه گیری تبدیل می شود. مدار الکترونیکی حسگر زیستی سیگنال را به یک نمایشگر بصری روی خود دستگاه یا در بسیاری از موارد به تلفن هوشمند منتقل می کند. این به کاربران بیوسنسور پوشیدنی اجازه می دهد تا بر این سیگنال ها به طور مداوم در طول زمان نظارت کنند.

انواع بیوسنسورهای پوشیدنی و کاربردهای آنها

حسگرهای زیستی پوشیدنی زمانی که با فن‌آوری گوشی‌های هوشمند و ساعت‌های هوشمند برای نظارت غیرتهاجمی بر فعالیت‌های بدنی و اندازه گیری های مرتبط مانند ضربان قلب و مصرف کالری تخمینی ادغام شدند، به‌صورت تجاری در دسترس قرار گرفتند و به طور گسترده محبوب شدند.

یکی دیگر از انواع شناخته شده ی حسگرهای زیستی پوشیدنی، دستگاه نظارت بر قند خون است که به عنوان یک پچ توسط افراد مبتلا به دیابت استفاده می شود. این پچ حسگر زیستی که اغلب بر روی بازو چسبانده می شود، به طور مداوم قند خون را در لایه چربی زیر پوست با استفاده از آنزیم گلوکز اکسیداز به عنوان یک مولکول شناسایی اندازه گیری می کند. این سیگنال خروجی را به یک گوشی هوشمند یا دستگاه گیرنده دیگر تبدیل و ارسال می کند.

این نوع نظارت مستمر مهم است زیرا به بیماران اجازه می‌دهد تا مدیریت سطح قند خون خود را بهبود بخشند، برای مثال در ارتباط با پمپی که انسولین ترشح می‌کند. عرق، اشک، و بزاق نیز به عنوان جایگزین های کمتر تهاجمی برای آزمایش سنتی قند خون با گلوکومتر و خونگیری از انگشت پیشنهاد شده اند.

در حال حاضر انواع دیگری از حسگرهای زیستی پوشیدنی وجود دارند که ورودی‌های بیولوژیکی مختلف را از طریق روش‌های تشخیص مختلف اندازه‌گیری می‌کنند. چندین نمونه از کاربردهای حسگر زیستی پوشیدنی در جدول زیر فهرست شده است.

بیوسنسورهای پوشیدنی برای نظارت بر مراقبت های بهداشتی

انواع خاصی از حسگرهای زیستی پوشیدنی، مانند آنهایی که برای پایش قند خون در افراد مبتلا به دیابت استفاده می شوند، اکنون در کار پزشکی رایج هستند. حسگرهای زیستی نوری حلقه‌ای که سطح اکسیژن خون را که یک علامت حیاتی کلیدی است، اندازه‌گیری می‌کنند، همچنین به عنوان جایگزینی برای دستگاه‌های اکسیمتر نوک انگشتی فعلی پیشنهاد شده‌اند. مشابه با مانیتورهای قند خون پوشیدنی، با کمک این دستگاه می توان بر سطح اکسیژن خون به‌طور مداوم و برای دوره های زمانی طولانی‌تری نظارت کرد.

انواع دیگری از حسگرهای زیستی پوشیدنی برای بهبود زندگی بیماران با اجازه دادن به مراقبت های بهداشتی شخصی پیشنهاد شده است. به عنوان مثال، حسگرهای زیستی که اینرسی را تشخیص می‌دهند، مانند اندازه‌گیری‌های ژیروسکوپی حرکت زاویه‌ای، می‌توانند در نظارت از راه دور افرادی که مسن هستند و احتمال سقوط آنها بیشتر است، استفاده شود. ادغام بیوسنسورهای پوشیدنی با فناوری تحویل دارو به عنوان یک روش حلقه بسته تشخیصی و درمانی پیشنهاد شده است.

علیرغم ادعاهای مطرح شده توسط شرکت های حسگر زیستی مبنی بر اینکه این دستگاه ها مراقبت های بهداشتی را متحول خواهند کرد، مشخص نیست که آیا آنها توسط جامعه پزشکی پذیرفته می شوند یا به طور گسترده در جمعیت های بالینی استفاده می شوند یا خیر. این در درجه اول به این دلیل است که در حال حاضر مطالعات بسیار کمی وجود دارد که به طور مستقل صحت یا قابلیت اطمینان آنها را تأیید می کند. از سوی دیگر ادغام حسگرهای زیستی پوشیدنی در مراقبت های پزشکی به انتشار داده های پشتیبانی قوی تر و مستقل تر و بهبودهای بیشتر در تشخیص سیگنال، پردازش و دقت نتایج آنها بستگی دارد.

منبع:

https://www.the-scientist.com/university/wearable-biosensors-and-their-applications-71360