Bezpečný začátek nového života – Chytré náplasti pro vzdálené sledování těhotenství

Ultra-tenké chytré textilie jsou dále rozvíjeny pro použití v porodnickém monitorování a umožní analýzu životních funkcí prostřednictvím aplikace pro těhotné ženy. © Adobe Stock #355517511

© Fraunhofer IZM

Na jaře se konsorcium Newlife setkalo v Fraunhofer IZM v Berlíně. © Fraunhofer IZM / Konsorcium Newlife se setkalo na jaře v Fraunhofer IZM v Berlíně. © Fraunhofer IZM

Během těhotenství poskytují pravidelné lékařské kontroly informace o zdraví a vývoji těhotné ženy a dítěte. Vyšetření však nabízejí pouze okamžité snímky stavu, což může být zvláště v případech rizikového těhotenství nebezpečné. Aby bylo možné v této citlivé fázi pohodlně a kontinuálně sledovat stav, plánuje mezinárodní výzkumný konsorcium dále rozvíjet technologii chytrých textilií. Pás s jemnou elektronikou má shromažďovat a vyhodnocovat životní údaje. Navíc mají být senzory integrovány do kojeneckého oblečení, aby za nejvyšší bezpečnosti dat zlepšily budoucnost lékařského monitorování novorozenců.

S nástupem těhotenství přichází fáze intenzivního sledování zdraví dítěte a těhotné osoby. Tradiční preventivní vyšetření ultrazvukem však zaznamenávají pouze okamžité snímky aktuálního stavu a vyžadují často návštěvy lékařů, zvláště u rizikových těhotenství. S pomocí nových nositelných technologií a chytrých textilií plánují výzkumníci v projektu Newlife umožnit trvalé lékařské monitorování v běžném životě.

Cílem konsorcia složeného z 25 partnerů je vyvinout biokompatibilní, elastický a flexibilní patch, který bude kontinuálně sledovat průběh těhotenství a vývoj embrya. Podobně jako náplast má být patch připevněn na kůži těhotné osoby, pomocí miniaturizovaných senzorů (například ultrazvukových) trvale zaznamenávat životní údaje a prostřednictvím Bluetooth je přenášet na koncové zařízení, například chytrý telefon. Moderní lékařská technika již delší dobu využívá technologie chytrých textilií a inteligentních nositelných zařízení, aby pacientům místo stacionárního sledování nabízela pohodlné kontinuální monitorování z domova. Tým Fraunhoferova ústavu pro spolehlivost a mikroelektroniku IZM, vedený Christine Kallmayer, tuto technologii přenáší do praktických aplikací a těží z dlouholetých zkušeností s integračními technologiemi v flexibilních materiálech. Při integrovaném patchi používají výzkumníci thermoplastický polyuretan jako základní materiál, do kterého jsou vloženy elektronika a senzory. Tím je zajištěno, že pocit nošení odpovídá běžné náplasti, nikoli rigidní fólii. Aby bylo lékařské monitorování nenápadné a pohodlné pro těhotné i nenarozené dítě, plánuje projektové konsorcium integrovat inovativní ultrazvukové senzory na bázi MEMS přímo do PU materiálu. Přímým kontaktem s kůží mají miniaturizované senzory zaznamenávat data. Elastické vodiče z TPU materiálu mají tyto informace přenášet k vyhodnocovací elektronice a nakonec k bezdrátovému rozhraní, aby lékaři a porodní asistentky mohli všechna důležitá data zobrazit v aplikaci. Kromě ultrazvuku plánují výzkumníci do textilu začlenit i další senzory, například mikrofony, teplotní senzory či elektrody.

Po narození může nová integrovaná technologie výrazně pomoci v lékařském výzkumu: tým Newlife plánuje s pomocí dalších demonstračních zařízení umožnit sledování novorozenců. Senzory pro kontinuální EKG, sledování dýchání a infračervenou spektroskopii pro pozorování mozkové aktivity mají být integrovány do měkkého textilu kojeneckých body a zavinovaček. „Zvláště u předčasně narozených dětí a novorozenců s rizikovými zdravotními problémy je vzdálené sledování rozumnou alternativou k hospitalizaci a kabelovému monitorování. K tomu musíme zajistit dosud nesrovnatelný komfort tenkých chytrých textilií: nesmí být znatelná žádná elektronika. Navíc musí být celý modul extrémně spolehlivý, protože chytré textilie musí bez problémů odolat praní,“ vysvětluje odpovědná za projekt v Fraunhoferově IZM Christine Kallmayer.

Pro externí sledování se v rámci projektu také zkoumá možnost využití kamerových dat a senzoriky v dětském postýlce k odvození informací o zdravotním stavu a pohodě dítěte. Jakmile bude hardwarová základna patchů, textilní elektroniky a senzorové postýlky navržena a otestována, půjdou projektoví partneři ještě o krok dále: prostřednictvím cloudových řešení mají umělá inteligence a strojové učení usnadnit použití lékařskému personálu a zajistit nejvyšší bezpečnost dat.

Projekt Newlife je koordinován společností Philips Electronics Nederland B.V. a potrvá do konce roku 2025. Je financován v rámci společného podniku Key Digital Technologies s podporou Evropské unie v programu Horizon Europe, s číslem podpory 101095792, s celkovým rozpočtem 18,7 milionu eur.

Dalšími partnery projektu jsou ams International AG (CH), ams OSRAM/ams Sensors Germany GmbH (DE), Beneli AB (SE), Boston Scientific Limited (IE), CSEM SA (CH), Cuviva (SE), Fraunhofer EMFT/Fraunhofer IZM (DE), Fujitsu Finland Oy (FI), Insel Gruppe (CH), Kipuwex Ltd (FI), MEDrecord B.V. (NL), MOMM Diagnostics GmbH (CH), Nanoleq (CH), NIRx Medizintechnik GmbH (DE), Noldus InformationTechnology B.V. (NL), Philips Electronics Nederland B.V. (NL), Philips Medizin-Systeme Böblingen GmbH (DE), Polar Electro Europe AG (CH), Rekonas (CH), RISE Research Institutes of Sweden AB (SE), Sencure (NL), Teiimo GmbH (DE), TNO at Holst Centre (NL), Technische Universiteit Eindhoven (NL), Tyndall National Institute (IE), University of Turku (FI), Zoundream (CH).