Трикотажная майка записывает электрокардиограмму | Научные открытия и технические новинки из Германии | DW | 22.02.2010
  1. Inhalt
  2. Navigation
  3. Weitere Inhalte
  4. Metanavigation
  5. Suche
  6. Choose from 30 Languages
Реклама

Наука

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.

Финал забега на 10000 метров

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.

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Ефим Шуман

Контекст