Трикотажная майка записывает электрокардиограмму
Немецкие инженеры работают над созданием спортивной одежды, способной в автоматическом режиме следить за дыханием атлета и даже записывать ЭКГ. Такая одежда может найти применение не только в спорте, но и в медицине.
Сама по себе идея интегрировать сенсоры и датчики в ткань для пошива одежды не
нова, однако до сих пор подобные изделия оказывались слишком тяжелыми, жесткими
и неудобными. Теперь же немецкие ученые впервые представили на международной
ярмарке спортивных товаров и спортивной моды ISPO-2010 в Мюнхене
легкоатлетическое трико, лишенное этих недостатков.
Не только спортсмены и тренеры, но и врачи
Облегающий покрой, тонкий мягкий трикотаж, - на первый взгляд, эта
высокотехнологичная майка ничем не отличается от стандартных изделий того же
назначения. Однако с изнанки в ней имеется два измерительных элемента в виде
тонких полосок, регистрирующих параметры дыхания спортсмена на уровне груди и на
уровне живота. Один из разработчиков майки - Кристиан Хофман (Christian Hofmann),
сотрудник Института интегральных схем Общества имени Фраунгофера в Эрлангене,
сам большой любитель бега, - говорит: "Я уже испытал майку на спортивной арене
Frankenstadion в Хайльбронне. Мы проводили измерения в условиях реальных
забегов. Я и сам не устаю удивляться тому, насколько эффективно работают такие
мобильные измерительные системы и какую ценную информацию они могут дать
легкоатлетам и тренерам. Однако спортом дело не ограничивается: достаточно
назвать такие медицинские задачи, как, скажем, мониторинг пациентов, страдающих
астмой или заболеваниями дыхательных путей".
Собственно, и сама идея рубашки с сенсорами пришла из сферы медицины. В
лаборатории по изучению сна пациентам надевают специальные эластичные ремни в
области груди и живота, чтобы наблюдать за дыханием. В ремнях имеются
пьезоэлектрические элементы, преобразующие механическую деформацию - в данном
случае растяжение - в электрические сигналы.
В стационарной лаборатории эти сигналы передаются по кабелю в компьютер, однако
когда речь идет о спортсмене на беговой дорожке, такой вариант, естественно,
неприемлем. Поэтому в майке эрлангенских инженеров все данные измерений
записываются на интегральной микросхеме размером с почтовую марку. Эта
микросхема помещается в специальном кармашке на рукаве. Если ее вынуть, майку
можно стирать как любую другую одежду. Кристиан Хофман поясняет: "Например,
среди любителей скандинавской спортивной ходьбы Nordic Walking есть немало
таких, что предпочитают тренироваться, так сказать, на научной основе - то есть
максимально эффективно и в то же время в щадящем режиме, без перегрузок. Для них
очень важно знать не только частоту пульса, но и параметры дыхания - прежде
всего, частоту и глубину". Впрочем, интерес к майке проявили и профессиональные
спортсмены.
Не только дыхание, но и работа сердца
Между тем, инженеры Института интегральных схем в Эрлангене продолжают
совершенствовать свое детище, приспосабливая его к потребностям медиков. В
частности, в туго обтягивающую тело майку можно интегрировать и электроды для
записи электрокардиограммы. Коллега и тезка Хофмана Кристиан Вайганд (Christian
Weigand) объясняет: "Электроника ЭКГ требует некоторого давления ткани на торс,
иначе снять высококачественный сигнал не получается. Это и заставляет нас
работать с таким трикотажем, который можно кроить очень тесно, в обтяжку. Нашу
майку спортсмен может носить в качестве нижнего белья".
Такое белье существенно упростит процедуру долговременной - например, суточной -
регистрации электрокардиограммы. Пациенту уже не придется наклеивать на тело
электроды и таскать на поясе записывающее устройство массой в сто с лишним
граммов - чип, регистрирующий кардиосигналы, весит всего 9 граммов.
Кроме того, проходит клинические испытания разработанная эрлангенскими
инженерами сенсорная нагрудная повязка - наподобие той, что некоторые спортсмены
надевают на запястье для регистрации частоты пульса. Но нагрудная повязка
пульсом не ограничивается, - говорит Кристиан Вайганд: "Это четырехканальный
электрокардиограф, он регистрирует и пульсовую волну, и насыщение кислородом, и
температуру, и физическую активность пациента. Аналоги, имеющиеся сегодня на
рынке, измеряют только частоту сокращений сердечной мышцы и не в состоянии
выдать полную кривую электрической активности сердца".
Такая повязка может обеспечить, например, перманентное наблюдение пациента,
страдающего болями в груди неясной этиологии. Уже сегодня в Германии есть
телемедицинские службы, предлагающие услуги по отслеживанию данных ЭКГ и
обязующиеся в случае необходимости тотчас выслать к пациенту реанимобиль.
Правда, пока нагрудная повязка эрлангенских инженеров не получила допуск как
изделие медицинского назначения. И сенсорную майку спортсмены пока купить не
могут: разработчики хотят сначала интегрировать пьезоэлектрические элементы
непосредственно в трикотаж.
Источник: Dw-world.de