Портативный диагностический прибор MouthLab — современная версия трикодера из Star Trek

Любители научной фантастики и сериала «Звёздный путь» (Star Trek) наверняка знакомы с таким прибором как трикодер. Корабельный врач-человек, врач-голограмма и офицеры Звёздного флота использовали его практически в каждой серии для беглой оценки состояния здоровья инопланетян и друг друга.

По образцу этого классического устройства инженеры и медики из медицинской школы при университете Джона Хопкинса разработали портативный автономный сканер MouthLab, который быстро считывает жизненные показатели с губ и пальца пациента.

При соответствующей доработке этот гаджет может заменить громоздкие стационарные мониторы, которые сейчас используют в больницах. К тому же, MouthLab даёт более детальную информацию о большем количестве показателей здоровья, чем обычно измеряют в скорой помощи, приёмном покое больницы, кабинете врача или на дому.

MouthLab замеряет пульс, кровяное давление, температуру тела, частоту дыхания и насыщенность крови кислородом, записывает базовую электрокардиограмму. «Мы рассматриваем его как лампочку «проверка двигателя», но для людей, — говорит д-р Джин Фридман (Gene Fridman), профессор биомедицинских разработок и отоларингологии — хирургии головы и шеи в университете Джона Хопкинса. — Люди без специальной подготовки могут использовать его дома или в дороге». По словам профессора, прибор определяет ранние признаки возможных экстренных ситуаций, вроде сердечного приступа, и позволит избежать ненужных визитов к врачу или вызова «скорой помощи», если все жизненные показатели в норме.

Поскольку устройство контактирует с телом человека через ротовую полость, то в будущем можно расширить его функциональность: проверять наличие определённых веществ в крови, слюне и выдыхаемом воздухе — тех веществ, которые являются маркерами конкретных заболеваний и расстройств. «Мы представляем, что можно определять большое количество различных расстройств, — говорит д-р Фридман. — От низкого уровня глюкозы в крови у диабетиков до почечной недостаточности, рака ротовой полости, лёгких или молочной железы.

Прибор MouthLab содержит несколько модулей. Один из них — загубник/мундштук как у дайверов. Он подключен к ручному модулю и замеряет температуру. Дополнительные сенсоры определяют частоту дыхания. На палец закрепляется миниатюрная прищепка, которая измеряет насыщенность крови кислородом. Три электрода используются для составления ЭКГ: на пальце, на нижней и верхних губах. Точность измерения почти не уступает стандартному оборудованию для ЭКГ, когда электроды закрепляются на груди и лодыжках (см. таблицу).

Кровяное давление измеряется инновационным методом, с помощью оптических сенсоров, которые определяют объём крови, проходящий через верхнюю губу и в палец. Проприетарное программное обеспечение сверяет показания сенсоров с ЭКГ и вычисляет систолическое и диастолическое давление. Опять же, точность не уступает стандартным методам (см. таблицу).

«Трикодер» передаёт информацию по Wi-Fi на близлежащий компьютер или смартфон, где жизненные показатели отображаются в реальном времени. В следующей версии устройства его оснастят собственным дисплеем, так что он станет полностью автономным. В будущем MouthLab научится автоматически отправлять собранные показания доктору, где их сразу занесут в электронную медицинскую карту.

Нынешний относительно громоздкий прототип сделан из деталей, напечатанных на 3D-принтере. Коммерческая версия трикодера должна стать более компактной и эргономичной.

Научная работа с описанием прибора MouthLab опубликована в сентябрьском номере журнала Annals of Biomedical Engineering (pdf).