Кардиологические заболевания требуют постоянного и точного контроля за состоянием сердца. Однако традиционные методы, такие как допплеровское УЗИ, применимы только в условиях клиники и не отражают работу сердца в реальной жизни пациента. Учёные из Университета Миссури предложили инновационное решение — носимое устройство, вдохновлённое строением морской звезды.
Разработка, созданная Сиченом Ченом, Чжэном Яном и их коллегами, представляет собой лёгкий гибкий прибор в виде пятиконечной "звезды", который крепится непосредственно на кожу в области сердца. В отличие от существующих носимых систем, устройство не требует множества раздельных датчиков и дополнительных компонентов — всё собрано в одном корпусе.
Каждое из пяти "лучей" устройства заканчивается сенсорной площадкой, оснащённой акселерометром и электродом. Эти площадки передают данные по медным цепям в центральный блок, где размещены микрокомпьютер, Bluetooth-модуль, аккумулятор и катушки для беспроводной зарядки. Вес всего устройства — всего 1,7 грамма, а время автономной работы достигает восьми часов.
Устройство одновременно регистрирует сразу несколько типов сердечной активности: электрокардиограмму (ЭКГ), сейсмокардиограмму (СКГ) и гирокардиограмму (ГКГ). Благодаря этому удаётся получить как электрическую, так и механическую картину работы сердца. Кроме того, сенсоры фиксируют движения тела, не связанные с сердцем, что помогает отличить артефакты от реальных сердечных событий.
Полученные данные передаются на смартфон или планшет, где анализируются алгоритмами машинного обучения — передача происходит 10 раз в секунду. В рамках исследований алгоритмы обучались на данных от 16 здоровых добровольцев и 18 пациентов с различными заболеваниями сердца. Результат оказался впечатляющим: точность диагностики, включая такие состояния как мерцательная аритмия, инфаркт миокарда и сердечная недостаточность, превысила 91%.
Пока устройство крепится на кожу с помощью специального геля, однако в будущем планируется использование более удобных и дышащих материалов. Учёные уверены, что дальнейшее развитие технологии позволит сделать мониторинг сердца ещё точнее и комфортнее.
«Большинство существующих устройств фиксируют только один сигнал или требуют нескольких приборов для комплексного мониторинга. Мы же создали решение, которое даёт полную картину сердечного здоровья», — отмечает Чен.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.
