דיוק מעבדתי במכשירים לבישים – חיישנים אורגניים מתקדמים

This post is also available in: English (אנגלית)

מכשירים לבישים המנטרים על סימני בריאות הופכים למורכבים ומתקדמים יותר, אך חיישנים רבים כיום עדיין מתקשים להשיג דיוק גבוה. תנועות הגוף, שינויים בטמפרטורה ולחות עלולים לעוות את הקריאות, ומגבילים את האמינות של ניטור רציף. פיתוח חדש מאוניברסיטת סטנפורד מציע פתרון פוטנציאלי: ביו-חיישנים אורגניים בהשראת העור, שתוכננו לספק מדידות בזמן אמת ללא סטייה.

החיישנים בנויים באמצעות טרנזיסטורים אורגניים מסוג OFET (Organic Field-Effect Transistors), המשתמשים במוליכים אורגניים למחצה כדי לשלוט בזרמים חשמליים. העיצוב שלהם מאפשר גמישות ומתח עם הגוף, תוך שמירה על גילוי אות מדויק גם בתנאי לחץ סביבתיים או מכניים.

החידוש המרכזי נמצא במבנה OFET תאום. שני טרנזיסטורים כמעט זהים ממוקמים זה לצד זה, חשופים לאותם הפרעות חיצוניות. על ידי חיבורם דרך דיודה, רעש משותף וסטיות יכולים להתבטל מתמטית, כך שנשארים רק האותות שמקורם בביו-מרקרים ספציפיים. המכשיר מסנן את האותות ומודד רק את הביו-מרקר הרלוונטי.

על פי דיווח של TechXplore, בניסויים, הביו-חיישנים הראו שיפורים משמעותיים בדיוק. עיוות האות שנגרם מעיקום, מתיחה, דחיסה ושינויים בטמפרטורה הופחת ביותר משני סדרי גודל. החיישנים הצליחו לעקוב אחר ביו-מרקרים חשובים בזיעה, כולל קורטיזול, גלוקוז ונתרן, מה שמאפשר ניטור רציף של רמות לחץ ומדדים מטבוליים.

הצוות מאוניברסיטת סטנפורד גם שילב את החיישנים עם מעגל גמיש וממשק לטלפון חכם, והראה כי ניתן לשדר נתונים בזמן אמת בצורה אמינה. תצורה זו ממחישה את הפוטנציאל לשימושים מעשיים בניטור בריאות אישי, ניהול לחץ וזיהוי מוקדם של מצבים רפואיים.

העבודה העתידית מתמקדת בהרחבת הטכנולוגיה לעור אלקטרוני רך ומתוח לחלוטין, המשלב חישה, עיבוד אותות, אספקת אנרגיה ותקשורת אלחוטית בפלטפורמה לבישה אחת. עם שיפורים אלה, הדור הבא של ביו-חיישנים לבישים עשוי להציע דיוק חסר תקדים למעקב אחר בריאות מנטלית ופיזית, ובכך לגשר על הפער בין דיוק מעבדתי לנוחות שימוש יומיומית.

המחקר מדגיש כיצד עיצוב ביומימטי וחדשנות אלקטרונית יכולים להתגבר על אתגרים ארוכי שנים בניטור בריאות לבישה, וליצור מכשירים המסתגלים לגוף מבלי לפגוע בנאמנות המדידה.

המחקר פורסם ב־Nature Electronics Journal.