Nya biosensorer gör din smartphone till en tricorder

Annons

Det verkar som om dessa dagar, smartphones blir syltfylld med fler sensorer Bygg den perfekta smarttelefonenSmarttelefoner förbättras hela tiden. Den perfekta smarttelefonen finns dock inte ännu. Vilket är ett problem vi försöker lösa. Läs mer och fler funktioner än någonsin tidigare. När det gäller hälsa har vissa av dessa sensorer potentialen att göra din telefon till en medicinsk tricorder direkt ur Star Trek.

Varför skulle du behöva biosensorer i din smartphone? Det finns många skäl. Oavsett om du har ett specifikt medicinskt tillstånd som kräver ständig övervakning, eller om du är rättvis en fitnessentusiast Google Fit-granskning: kommer den här appen att göra dig friskare?Googles inträde i smarthälsan är smart: Google Fit. Låt oss ta en titt på vad som gör det unikt och hur det staplar mot tävlingen. Läs mer som vill logga in dina viktigaste kroppsmetriker, det finns biosensorer som snart kommer att träffa smarttelefonmarknaden som kommer att göra dig väldigt glad.

Blodsyreövervakning

Övervaka din hjärtfrekvens eller din kroppstemperatur är standard på många bärbara som Fitbit Kickstart din sommar Fitness & viktminskning med FitBitNär sommaren närmar sig börjar många av oss tänka lite mer allvarligt på vår vikt. I synnerhet är det den tiden på året då folk oroar sig för hur de kommer att se ut i de sommarkläderna ... Läs mer (Amazon) eller käkbenet Fitbit Flex vs. Jawbone UP: En jämförande översynI dagens värld rymmer ingenting det faktum att vi rör oss i en riktning där kvantifiering och inspelning av saker obsessivt är typ av norm. Vi använder Foursquare för att kolla in platser, vi tar irriterande ... Läs mer (Amazon), men vad händer om du kunde göra samma sak och mer med din smartphone?

Ange Project Ara, ett sjukvårdsprojekt som har startats av ingen annan än Google (tro det eller inte), vilket lovar att övervaka syrehalterna i ditt blod med en enkel touch av fingret på en special sensor.

Blodsyregivaren, kallad en pulsoximeter, är faktiskt monterad på en enda modul som endast utgör en av de många moduler som ingår i Project Ara Projekt Ara: Hur din nästa smartphone kommer att byggas av digDu köper en dyr enhet och den fungerar perfekt i arton månader. Då börjar det gradvis bli lite långsammare, och lagringsutrymmet fylls och batteriet håller inte så länge. Läs mer . Projektet är faktiskt en av en "modulär" smartphone där du i princip kan blanda och matcha de moduler du vill ha. Det är i grunden en specialbyggd smartphone där du kan lägga till alla sensorer som är viktiga för dig.

Pulsoximetersensorn lyser rött ljus och infrarött ljus direkt i din hud och förhållandet mellan infrarött ljus och rött ljus som absorberas (och inte returneras till sensorn) gör det möjligt för modulen att bestämma hur mycket syre det finns i din blod. Detta beror på att det infraröda ljuset faktiskt absorberas av hemoglobinet (ett protein i röda blodkroppar), och mängden syre som finns närvarande påverkar infrarödabsorptionen.

Om du någonsin har varit på akutmottagningen och du har haft en av de konstiga enheterna klippta på fingret, har du redan använt den här tekniken på dig!

Varför skulle det vara viktigt att känna till blodets syremättnad? Det finns många saker som kan orsaka låg syrgasnivå i blodet, inklusive:

• Lungarsjukdom eller lungskada
• Lungemboli (blodpropp i artären)
• Hjärtsvikt
• Anemi

Varje sjukdom eller sjukdom som leder till minskat gasutbyte i lungorna kan skada syrehalten i blodet betydligt, och det kan vara ett viktigt varningstecken för större hälsoproblem senare.

Medan Googles modulära telefonidé är ganska cool är blodsyresensorn inte ny. Faktum är att många telefoner - som Samsung Galaxy Note 4 - har tekniken inbyggd i den. Liksom liknande Samsung-enheter kommer den förinstallerad med en app som heter S Health, som har en komponent som heter SpO2 för att mäta dina syrgasnivåer i blodet.

Du placerar bara fingertoppen över sensorn och inom cirka 10 till 15 sekunder kommer du att läsa.

Samsung slog Apple till tekniken - men Apple har byggt in tekniken i sin nya Apple iWatch Hur Apple Watch vann migNär Apple tillkännagav sin senaste gadget var jag inte helt imponerad. Jag ignorerade hype, bortsett från recensionerna och beställde inte en för mig själv. Uppenbarligen grävde jag in. Läs mer produkt.

Miljögifter

Några Star Trek fan kommer att komma ihåg scener där ett "bortelag" skulle stråla ner till en planet ytan och börja skanna miljön efter tecken på liv.

Skulle det inte vara coolt om din telefon skulle kunna skanna miljön på samma sätt? Tja, om forskare vid University of Illinois säger att detta kommer att vara en möjlighet inom en snar framtid. 2013 utvecklade forskare där en kilformad vagga för iPhone, fylld med olika linser och filter som tillåter iPhones optiska sensorer för att upptäcka biologiska agenser i miljön inklusive molekyler, virus och toxiner (i princip, a spektrometer).

Enligt University of Illinois pressmeddelande erbjuder tekniken mätningar lika noggranna som en spektrofotometer på $ 50 000, men innehåller endast 200 $ optisk utrustning. Forskarna säger att de potentiella användningarna för denna teknik är spännande.

"Att ha sådana känsliga biosenseringsfunktioner i fältet kan möjliggöra spårning på plats av förorening av grundvatten, kombinera telefonens GPS-data med biosensningsdata till kartlägga spridningen av patogener eller tillhandahålla omedelbara och billiga medicinska diagnostiska tester i fältkliniker eller kontroller av föroreningar i livsmedelskedjan och distributionskedjan. ”

Vaggan använder en fotonisk kristall som använder förändringar i våglängder för ljus som passerar genom den när olika biologiska medel fäster vid den, för att analysera sminket för dessa medel. Kristallen kan analysera celler, patogener och till och med DNA från biologiskt material. Vaggan fungerar som ett mikroskop, där användaren anbringar det biologiska materialet på den fotoniska kristallglaset och sätter sedan in objektglaset i vaggan för analys av appen.

Forskarna demonstrerade vaggan i en YouTube-video.

Appen letar i huvudsak efter ett gap i vågljusspektrumet för att bestämma hur biologiskt material som analyseras. En sådan prisvärd teknologi kan förändra hur hjälparbetare runt om i världen tillhandahåller hälsovårdstjänster och miljöanalyser till samhällen där den tekniken kan rädda liv.

Detta liknar den spektrala analyssensorteknologin utvecklad av Argonne National Laboratory 2006 för att analysera och upptäcka närvaron av kemiska, biologiska och nukleära material, avsedda för användning i ”nationella säkerhetsapplikationer”. University of Illinois-applikationen ger denna typ av imponerande miljöanalyssteknologi till den dagliga användaren, i ett prisvärt paket.

Det finns redan startups som hoppar på bandvagnen, med Fringoe, ett Singapore-företag som tar förbeställningar för sin spektrometer för iOS-enheter och en molekylär spektrometer heter SCIO som låter dig analysera kalorierna i maten på några sekunder. Fler enheter kommer säkert att dra nytta av tekniken och smarttelefontillverkare kan till och med integrera den direkt i telefoner.

Hälsokontroll på steroider

De flesta smartphones har i dag förmågan att övervaka en persons hjärtfrekvens eller deras syrgasnivåer i blodet (som beskrivs ovan), men vad om din smartphone kontinuerligt kan övervaka saker som elektriska signaler från ditt hjärta (elektrokardiogram) eller blodsocker nivåer?

2012 gjorde forskare från Wilfrid Laurier University exakt det, och pilotade ett "kontinuerligt övervakningssystem för flera sensorer i verkligheten fysiologiska förhållanden och det dagliga livet) med bara en smartphone och tillämpliga, bärbara sensorer. ” Rapporten publicerades i tidskriften Telemedicine och e-hälsa.

Principforskaren Sean Doherty samarbetade med Toronto Rahabilitation Institute för att skapa 40 diabetes patienter med blodglukosövervakningsanordningar som skulle övervaka patienterna och samla in data för 72 timmarna. Det som gjorde pilotprojektet så unikt är att sensorn inte krävde att patienten stickade fingret för blod, det kommunicerade direkt med patientens smartphone och den använde GPS för att försöka korrelera platsinformation med blod glukosdata.

Pilotstudien visade att en sådan installation fungerade och gav korrekt, användbar information om patientens hälsa.

”Alla utom tre försökspersoner övervakades framgångsrikt under hela studietiden. Smartphones visade sig vara ett effektivt nav för att hantera flera dataströmmar men krävde uppmärksamhet på problem med datakomprimering och batteriförbrukning. EKG-, accelerometer- och blodglukosanordningar utfördes tillräckligt så länge individerna bar dem. ”

Med tanke på att det finns över 25 miljoner barn och vuxna i USA med diabetes, är potentialen för en sådan icke-invasiv sensor och övervakningssystem en industri i sig.

Tekniken för att övervaka blodglukos icke-invasivt är här, men med tveksam noggrannhet. Ett företag kallas Glucowise säljer en icke-invasiv sensor som kan bestämma blodsockerkoncentrationen på kapillärnivå. Den använder låg effekt, högfrekventa radiovågor runt 65 GHz-området för att tränga in i tunna hudområden (som mellan tummen och pekfingret eller öronbenen) och mäta blodegenskaperna.

Det är ännu inte synligt hur effektiv denna strategi är. Icke-invasiva tekniker för övervakning av blodglukos har försökts många gånger tidigare och de misslyckas - t.ex. HG1-c-enhet utvecklad av C8 MediSensors, ett företag som Apple kontaktade om potentiellt att integrera tekniken med Apple Jag tittar. Det tog inte lång tid för Apple att inse att tekniken inte var gynnsam för en bärbar enhet av många skäl:

• Det krävde fullständigt mörker för att ta upp vad tidigare C8-anställd Charles martin kallas "svag signal som släpps ut av glukosmolekylerna."
• Det krävde ett stort batteripaket, med energikrav för stora för Apple iWatch.
• Användare måste applicera en gel på huden för en mer exakt avläsning.

Utmaningarna är skrämmande, men det hindrar inte otaliga startups från att stiga upp till utmaningen, som Infra, en bärbar handledsmonitor som ger blodsocker, blodtryck, puls, syrehalter och mer, icke-invasivt. Produkten Indiegogo-kampanj slutade 21 oktober 2014 och nådde $ 12 861 över målet om 50 000 $ i finansiering. Företagets webbplats [Broken URL Removed] erbjuder fortfarande inte produkten till salu, med en "Watch for our lansering" som fortfarande visas i News-avsnittet.

Nya sensorer öppnar nya möjligheter

Alla dessa sensorer, om de framgångsrikt integreras i befintliga smartphone- eller smartklockaprodukter, lovar att förändra liv.

Föreställ dig att du aldrig behöver sticka fingret igen för att få dina blodsockernivåer. Föreställ dig att du får en fullständig rapport över alla dina vitala tecken - blodsyre, blodtryck och EKG-avläsningar - okej på din smarttelefonskärm efter du är klar De bästa hälso- och fitnessapparna av Runtastic Sätt testetRuntastic, tillverkarna av en av de bästa fitnessapparna för Android, har också många andra appar. Vi tittar på dem alla för att se om de är värda din tid. Läs mer . Föreställ dig helt enkelt att trycka på en knapp och få en fullständig lista över luftkvaliteten i ditt hem, komplett med en lista med luftföroreningar som kan vara skadliga för din familjs hälsa.

Möjligheterna är oändliga, och det enda som håller tillbaka det är egentligen bara utvecklingen av praktiska sensorer själva. Många av dem är mycket nära livskraftiga, och andra är redan tillgängliga och behöver bara integreras i nya smartphoneplattformar.

Vilka nya sensorer skulle du älska att se på din framtida smartphone? Finns det några intressanta användningar du kan föreställa dig för sensorerna som listas ovan? Dela dina tankar i kommentarerna nedan!

Bildkrediter: Africa Studio via Shutterstock, University Illinois Cradle Foto av Brian T. Cunningham, Bild av Sean Doherty med tillstånd av Inside Laurier, Glucowise sensorbild med tillstånd av Glucowise