Умные контактные линзы со встроенными сенсорами уже не являются новинкой. На днях стало известно о том, что корейские исследователи разработали гибкие контактные линзы, которые могут определять уровень глюкозы в крови, одновременно улучшая зрение своего носителя. Контактные линзы такого типа весьма полезны для диабетиков, которым обычно приходится часто проходить процедуру отбора и анализа своей крови. Внутри линз находятся электронные компоненты, которые позволяют устройству получать энергию без проводов, определять уровень глюкозы в крови и показывать результат. В этом случае речь идет о демонстрации измеренных показателей без передачи данных, изображение транслируется прямо в глаз человека.
«Это приближает нас к тому, чего хотел бы сам пациент», — говорит Грегори Герман, руководитель проекта. Он изобрел прозрачные сенсоры для контактных линз, о которых идет речь. Тем не менее, в составлении отчета он не участвовал.
Как известно, многие пациенты, страдающие от диабета первого типа (собственно, это подавляющее большинство больных этим заболеванием) должны измерять уровень глюкозы в кров. Для этого необходимо отбирать кровь из пальца, что не такая уж и болезненная, но очень неприятная процедура. А вот контактные линзы, оснащенные необходимыми сенсорами позволяют проводить измерения без всяких отборов крови.
Что касается самой идеи, то новой ее назвать нельзя. К примеру, ранее компания Verily, подразделение холдинга Alphabet, запатентовала собственное изобретение такого типа. Но ее устройство было не слишком удачным, поскольку в контактных линзах такого типа должны были содержаться достаточно крупные электронные компоненты, которые встраивались в линзы. Разработчики новых контактных линз знакомы с этим изобретением. В частности, его обследовал глава нового проекта, Цян-Юнь Парк, профессор из Национального института науки и технологии Ульсан.
Линзы от Alphabet не слишком удобны для носителя, поскольку частично закрывают угол его обзора. А вот новые линзы полностью сохраняют поле зрения человека, с этим никаких проблем нет.
Все электронные компоненты, включая микросхему, антенны, светодиоды (именно они показывают результат измерения), сенсоры распределены по всему объему линзы. Соединяются компоненты гибкими проводниками, которые ничему не мешают. Благодаря специальной конструкции линз электроника не подвергается сильным нагрузкам и остается работоспособной в любой ситуации.
Когда уровень глюкозы в крови пациента находится на нормальном уровне, то светодиоды остаются включенными. Если же уровень глюкозы отличается от нормального, они выключаются, и человек сразу понимает, что что-то идет не так, принимая необходимые лекарственные препараты. К сожалению, количественные параметры не отображаются, но в будущем разработчики планируют исправить эту проблему. Правда, благодаря светодиодам пациент и сейчас должен понимать, что пришло время инъекции инсулина.
Еще один недостаток контактных линз — источник энергии должен находиться на расстоянии около сантиметра от них. Это, конечно, очень неудобно. Тем не менее, с течением времени разработчики улучшат этот результат, увеличив расстояние между передатчиком энергии и линзами. Положительной стороной является то, что что антенна гибкая и никак не влияет на поле зрения человека.
Антенну для получения энергии ученые разработали в ходе реализации своего предыдущего проекта. Тогда они создали пленку из графена и серебряных нанопроволочек, которые служили прозрачными, гибкими электродами. Об этом своем проекте разработчики сообщали в апреле 2017 года. Сейчас же разработка пригодилась для другого проекта — гибких контактных линз со встроенным глюкометром.
Что касается контактных линз, то их делают умными далеко не впервые. Например, о создании линз со встроенным глюкометром сообщала в 2016 году другая группа ученых из Южной Кореи. А специалисты из Швейцарии заявили о том, что им удалось создать и запустить в производство линзы, диагностирующие глаукому. Что касается диабета, то линзы, о которых шла речь выше, станут продаваться не раньше, чем через пять лет.
Комментарии (16)
yrvn
27.01.2018 01:26Спасибо за статью, мне, как диабетику, это может реально помочь. Обычные глюкометры, требующие забора крови, уже осточертели.
AlekDikarev
27.01.2018 10:38Может быть скоро такие сделают такие линзы, которые будут менять цвет от состояния здоровья и будет почти как в call of duty
Zmiy666
27.01.2018 20:18хм… а почему не сделать подкожный чип, электроника которого будет работать от сахара в крови и показывать опасный его уровень прямо сквозь кожу… он постоянно будет контактировать с кровью и выдавать максимально точные результаты да и проблем с питаением не будет… или вообще использовать мгд генератор, кровь то соленая и течет… поставить чип у крупной вены и энергии ему хватит…
Alex_v99
29.01.2018 15:58Лет десять назад приезжал ко мне в гости знакомый немецкий профессор. У него была установлена маленькая коробочка на животе, подключенная к его кровеносной системе. Коробочка постоянно меряет сахар в крови и если что, впрыскивает микродозу инсулина. Всё полностью автономно, разве что картридж с инсулином надо раз в месяц заменять, ну и батарейку ещё. Наверняка с тех пор коробочки измельчали и их научились под кожу встраивать.
AALIKHAN
28.01.2018 10:41Потому что есть грубо говоря два типа открытия: 1. О, сделали прозрачный сенсор, как его применить? Можно встроить в линзу и мерить сахар. 2. Необходимо мерить сахар без уколов, давайте попробуем встроить подкожный датчик.
Второй путь труднее ИМХО. Обычно «случайные» открытия, применяются для решения проблем, не без костылей
DmitrySpb79
А как линза получает уровень глюкозы, в чем принцип датчика?
tBlackCat
Наверно, как и бесконтактные глюкометры, которым не требуются тестовые полоски. Но они не очень точные и имеют ряд проблем, начиная с астрономической стоимости. За их стоимость можно покупать тестовые полоски и ланцеты дольше, чем этот аппарат будет работать без необходимости профилактики и замены расходных материалов. И далеко не факт, что к тому моменту купленный девайс не будет снят с производства и заменён более «прогрессивной» моделью.
Соглашусь с yrvn в части осточертения от забора крови, все пальцы в точках от уколов.
> Когда уровень глюкозы в крови пациента находится на нормальном уровне, то светодиоды остаются включенными
Как-то нелогично засвечивать глаза постоянно. В вечернее время станет проблемой, особенно за рулём.
DmitrySpb79
Тут еще вопрос в КПД передачи напряжения — как я понимаю, колечко на линзе, это как бесконтактный приемник в смарт-картах, к нему должен быть такой нехилый трансформатор в очках прилагаться :) И вопрос постоянного нахождения глаза в переменном э/м поле тоже открытый.
Либо это вообще прототип, который дальше концепта не пошел, хз. По ссылке на оригинал фото готового устройства я не нашел.
tBlackCat
С КПД всё в порядке, как мне кажется. Ещё во времена моего детства были радиоприёмники, работающие с питанием от приёмной антенны ферритовой (не путать с детекторным приёмником). И не думаю, что поле будет сильнее, чем от вышек сотовой связи. А если вспомнить бдения перед старыми ЭЛТ мониторами…
Что же до фото оригинала, то оно неинформативно будет — внешне ведь обычная контактная линза, по мне в разделе Figures & Data
advances.sciencemag.org/content/4/1/eaap9841/tab-figures-data
иллюстрации дают больше информации.
Согласен про прототип, мне тоже кажется, что всё и вся там на стадии начальной отработки и экспериментов.
> к нему должен быть такой нехилый трансформатор в очках прилагаться :)
C линзами ещё и очки носить??? Увольте! Уж лучше колечко-клипсу на ухо.
DmitrySpb79
Не знаю, как навести на такое маленькое колечко в линзе достаточное напряжение, чтобы светодиод светился, процессор и глюкометр работали.
Эту ссылку я видел, но фото «передатчика» там не нашел.
Приемники с питанием от антенны были в книге Полякова, да, но там кроме ферритовой антенны было еще метров 10 внешней + заземление. Вряд ли для глаза это удобный вариант :)))
tBlackCat
По поводу светодиодов. Помнится попали мне в руки неопознанные бескорпусные. Так они взрывались при подведении полвольта (0.4 вольта оказалось рабочее напряжение).
> фото «передатчика» там не нашел
А что в нём интересного? Клипса на ухе, один транзистор и аккумулятор на тележке.
> было еще метров 10 внешней + заземление
Сейчас уже не назову модель, дело было когда учился классе в 8. Продавали монофонические приёмники для наушников, чтобы не быть привязанным к усилителю. Пара таких обеспечивала довольно сносное стереозвучание.
Антенной же служил миллиметрового диаметра одножильный провод, уложенный по периметру комнаты и подключаемый к выходу для колонок.
А вот приёмная часть содержала ферритовую антенну с неслабой толщины (количеством витков) катушкой. И никакого заземления. Пусть про удобство болит голова у разработчиков, мы же будем голосовать рублём, как и всегда.
Сделают топорно — прогорят, а мы поколемся, пока кто-то иной не воплотит идею.
BigD
https://gmpnews.ru/2018/01/abbott-zaregistrirovala-v-rossii-sistemu-monitoringa-glyukozy-freestyle-libre/
tBlackCat
Интересно было посмотреть рекламную статью по ссылочке.
Почему рекламную? Общаа стилистика там такова, плюс полное отсутствие конкретики.
Для подобного рода систем крайне важно видеть точность измерений, плюс «сколько это стоит».
Немного копнул далее, узрел цену в 12900 плюс 4100 расходники — тот самый датчик на 14 дней. Дороговато для замены стандартных глюкометров. Под 9000 (в лучшем случае) на месяц? Тестовых полосок на такую сумму хватит на пару месяцев. И в описании прибора указано на возможность использовать обычные тестовые полоски для… контроля измерений датчика.
apteka24.me/apteka/freestyle-libre/freestyle-libre-rider-
На практике подобное означает не очень высокую точность измерения, либо, что ещё хуже — отсутствие достоверности измерений в виду отсутствия самоконтроля. Любое показание может быть показанием вышедшего из строя датчика.
Скептик я в этом вопросе. Даже наш отечественный Сателлит экспресс даст любую фору этому прибору. В вопросе здоровья лучше поколоться, чем налететь на кому.
Astrei
Подскажите, если не секрет, существующие модели бесконтактных глюкометров. Знаком с некоторыми концептами, но ни разу не видел готовый девайс. На каком принципе они работают?
tBlackCat
Я этот вопрос закрыл для себя уже на стадии «гугления», когда узрел цены.
Принцип работы таких приборов разный. В описываемом здесь один способ (для меня новый, не вникал особо в это), более старые работают напросвет. Немного можно почитать в статье:
nashdiabet.ru/diagnostika/beskontaktnyj-glyukometr-bez-prokola-palca.html
Здесь приведены некоторые цены, но есть подводные камни.
Пользуюсь по-старинке с дырокольным ланцетом. One Touch Simple, Сателлит экспресс и Contour TS. Разнообразие связано с непостоянством наличия тестовых полосок в аптечном пункте поликлиники (получаю там бесплатно).
Наиболее точный из трёх Контур, но мне больше нравится Сателлит с его индивидуальной упаковкой каждой полоски и возможностью самотестирования.
Про подводный камень (основной). Нет для них в поликлинике нет ничего от слова совсем. Да и в московских аптеках что-то не встречал. Правда выпустил из поля зрения интернет-продажи, но для меня это неактуально.
Некошерно тратить невысокую пенсию на расходники, а бесконтактные тоже расходники используют.
Пока смиряюсь с дыроколом, возможно и у нас наладят продажи таких глюкометров со всеми блэк-джеками, тогда перейду.