Многие люди по-прежнему регулярно носят маски, либо чтобы не распространять вирусы, которыми они болеют, либо для лечения респираторных заболеваний. Экспериментальная новая маска делает еще один шаг вперед, анализируя дыхание своего владельца для проверки состояния его здоровья.
Маска EBCare (Exhaled Breath Condensate), созданная профессором Вэй Гао и его коллегами из Калифорнийского технологического института, предназначена для мониторинга респираторных заболеваний, включая ХОБЛ (хроническую обструктивную болезнь легких), астму и инфекции после COVID-19. Тем не менее, у него может быть ряд дополнительных применений.
В отличие от некоторых других «умных масок», отслеживающих состояние здоровья, он неотслеживает такие характеристики, как скорость, температура или влажность дыхания пользователя. Вместо этого он фокусируется на выявлении контрольных химических веществ в его выдохах, предоставляя показания об уровнях этих биомаркеров.
Когда пользователь выдыхает, его влажное дыхание охлаждается с помощью интегрированной системы, которая сочетает испарительное охлаждение (в форме гидрогеля) с радиационным охлаждением. В результате капли воды в его дыхании конденсируются в жидкую форму.
Затем эта жидкость втягивается в ряд микрофлюидных каналов посредством капиллярного действия, которые переносят ее вниз в резервуар. Затем датчики в этом резервуаре анализируют жидкость, каждый из которых настроен на обнаружение определенного химического вещества. Сенсорные данные по беспроводной связи передаются в приложение на смартфоне пользователя, которое отображает результаты в режиме реального времени.
Внутреннее устройство маски EBCareCaltech/Wei Gao и Wenzheng Heng
В ходе испытаний, проведенных на пациентах с астмой и ХОБЛ, маска EBCare точно определила уровень выдыхаемого нитрита, который является соединением, связанным с воспалением дыхательных путей. Она также успешно измеряла уровень выдыхаемого аммония, который соответствует уровню мочевины в крови — высокий уровень мочевины в кровотоке, в свою очередь, является индикатором проблем с почками.
Маска даже смогла точно измерить уровень алкоголя в крови по содержанию алкоголя в дыхании, что предполагает, что ее можно использовать в качестве более дешевой альтернативы электронным алкотестерам. Гао утверждает, что устройство разработано так, чтобы стоимость материалов составляла всего около одного доллара, если его производить в коммерческих масштабах.
«Эти первые исследования являются доказательством концепции», — говорит он. «Мы хотим расширить эту технологию, включив в нее различные маркеры, связанные с различными состояниями здоровья. Это основа для создания маски, которая функционирует как универсальная платформа для общего мониторинга здоровья».
Недавно в журнале Science была опубликована статья об исследовании.
