Wearable Biosensors

Wearable Biosensors

Pushkar Rawat

B. Tech

Departamento de Electrónica &Ingeniería de la Comunicación, Vivekananda Institute of Technology,

Jaipur Rajasthan India

Resumen:- Esta tesis tiene como objetivo revisar los diversos tipos de biosensores vestibles. La base teórica de este trabajo se formó realizando una revisión sobre los biosensores vestibles. Su objetivo es explicar las características y aplicaciones de los biosensores portátiles en los servicios médicos. Los biosensores vestibles, capaces de monitorizar de forma continua las constantes vitales y de informar al usuario, son significativamente eficaces en la prevención, el diagnóstico, el tratamiento y el control oportunos de las enfermedades, y tienen diversas aplicaciones clínicas que los convierten en una de las herramientas más importantes de la industria de los dispositivos médicos. Aunque el uso de los biosensores vestibles en la asistencia sanitaria está todavía en una fase incipiente, tienen la capacidad de tener un efecto mágico en la asistencia sanitaria debido a su naturaleza compacta y diversa. Los biosensores inteligentes vestibles en la industria de la tecnología son uno de los que buscan ser un mercado grande y rentable.

Palabras clave: Biosensores vestibles, sensor de anillo, biosensor de camisa inteligente sensor vestible paraprevenir accidentes de tráfico, reconocimiento automático de estrés.

INTRODUCCIÓN

Los biosensores vestibles están ganando un interés infinito en la actualidad y hoy en día prometen ser uno de los mayores desarrollos en el sector de la tecnología sanitaria vestible. Los WBS, una categoría principal de biosensores, son los más adecuados para la atención sanitaria, las aplicaciones deportivas, el ejército, etc. El rápido crecimiento de estos dispositivos está en camino, lo que ayudará a proporcionar beneficios como la facilidad de uso, el bajo coste y el suministro de información en tiempo real y la interacción entre los médicos y los pacientes.

BIOSENSORES PORTÁTILES

• ¿Qué son los WBS

  Los WBS son los dispositivos digitales que se pueden llevar en el cuerpo. Sistemas o dispositivos vestibles como camisetas inteligentes, relojes inteligentes, vendas finas o tatuajes que permiten calcular de forma continua y constante los niveles de glucosa en sangre, la presión arterial, la frecuencia de los latidos del corazón y otros datos biométricos.

  Esta información en tiempo real se transfiere de forma inalámbrica a los proveedores de atención sanitaria o a los monitores.

• BIOSENSORES PORTÁTILES = PORTÁTILES + BIOSENSORES

  Los biosensores portátiles son generalmente una combinación de objetos portátiles y biosensores. Los objetos que se pueden llevar puestos se denominan wearables. Por ejemplo, los relojes inteligentes, la ropa, las vendas, los anillos, etc. son algunos objetos wearables. Mientras que los sensores biológicos se componen de tres partes principales:

• Sistemas de biorreactores: Para detectar la presencia y la concentración de una sustancia.

  Sra. Kritika Sharma

  Departamento de Electrónica &Ingeniería de Comunicaciones, Instituto de Tecnología Vivekananda,

  Jaipur Rajasthan India

• Transductor: Proporciona la interacción entre el dispositivo y el cuerpo y ayuda en la conversión a la energía eléctrica.

• Sistema de salida.

Los biosensores están diseñados con el fin de reaccionar sólo con una sustancia particular y el resultado de esta reacción viene en forma de mensajes que pueden ser analizados por un microprocesador.

Estos biosensores pueden considerarse como un receptor o estímulo; los sistemas de comunicación basados en sensores pueden mostrar, estimular, tratar y sustituir el rendimiento de la biofísica humana.Los biosensores vestibles crean una retroalimentación bidireccional entre los médicos y los pacientes y son los más utilizados hoy en día.

Estos biosensores proporcionan la monitorización vital de pacientes, atletas, bebés prematuros, niños, pacientes psiquiátricos, personas que necesitan cuidados a largo plazo, y personas en regiones intransitables lejos de los servicios sanitarios y médicos.

Son significativamente eficaces en la prevención, el diagnóstico adecuado, el control y el tratamiento de enfermedades.

TIPOS DE BIOSENSORES PORTÁTILES Y SUS APLICACIONES

1. CALCETINES INTELIGENTES

   Los calcetines inteligentes están equipados con sensores que pueden controlar la marcha y la forma en que los pies se colocan en el suelo en diferentes situaciones, caminando, corriendo o en posición sentada. En particular, pueden utilizarse como herramienta para ayudar a los ancianos que tienen dificultades para caminar, herramienta de entrenamiento para ayudar a los niños que están aprendiendo a caminar, prevenir posibles lesiones durante la marcha, etc. Además, los atletas los utilizan para modificar el patrón de ejercicio. Los datos registrados en los sensores se transmiten de forma inalámbrica al ordenador o al teléfono móvil del usuario, tras lo cual pueden ser analizados a través de un programa propio; la alarma se ajustará para la persona si es necesario.

   II.SENSORES DE ANILLO:

   El sensor de anillo es un sensor de oximetría de pulso que permite monitorizar la frecuencia cardíaca y la saturación de oxígeno. El dispositivo tiene forma de anillo y puede llevarse durante un largo periodo de tiempo. El anillo lleva incorporados un LED rojo, un LED infrarrojo y un fotodiodo. Todo el proceso está planificado y controlado por un único procesador.

   Las ondas transmitidas se transfieren a través de un enlace de comunicación digital inalámbrico que, cuando se reciben, son analizadas por un ordenador doméstico.

   Figura 1

   El sensor del anillo puede llevarse siempre puesto. Gracias a ello, es posible un seguimiento continuo de la salud. Cada vez que los músculos del corazón se contraen, la sangre sale de los ventrículos y se transmite un pulso de presión a través del sistema circulatorio. El pulso de presión cuando viaja a través de los vasos causa el desplazamiento de las paredes de los vasos que es medible en varios puntos con el fin de detectar el pulso o los cambios de volumen de sangre por el método fotoeléctrico. Foto conductores se utilizan normalmente y foto resistencias se utilizan para el propósito de amplificación foto tránsitos o se utilizan.

   III CAMISA INTELIGENTE

   Figura 2

   Camisa desarrollada en Georgia tech utiliza osos ópticos para identificar las heridas y los sensores especiales y para interconectar para monitorear los signos vitales del cuerpo Esta camisa inteligente proporciona un marco de trabajo para el monitoreo, dispositivos de procesamiento de información y la detección de las heridas. Los sensores se pueden colocar en los lugares adecuados para todos los usuarios y se puede lavar sin ningún tipo de daño.

   Los beneficios básicos de la camisa inteligente como biosensores portátiles son que ayuda en el seguimiento de la frecuencia cardíaca, la frecuencia respiratoria y la temperatura. En la camisa inteligente, los sensores integrados y la rejilla de fibra conductora están unidos a una camisa que tiene conectores de banda de camisa que detecta los parámetros y envía señales a un sistema inalámbrico de controladores personales que lleva a cabo el proceso posterior de la atención médica.

   1. Ropa inteligente para los bebés prematuros

      Anualmente, 15 millones de bebés nacen prematuros en este mundo. Más de un millón de esta población muere o sufre complicaciones físicas y psicológicas debido a la pérdida de agua corporal. Investigadores polacos han conseguido diseñar una ropa inteligente para que la lleven los bebés prematuros. Esta ropa se compone de dos capas: una capa es de tejido ordinario y la otra es una membrana que evita la sudoración excesiva del bebé.

   2. ROPA DIGITAL QUE EXAMINA LAS CONDICIONES MENTALES

Los diminutos sensores de esta ropa pueden medir el ritmo cardíaco, la temperatura corporal e incluso la conductancia de la piel (que es uno de los índices fisiológicos más importantes para determinar el estado mental de las personas). Después, los datos se envían a una base de datos a través de un teléfono móvil, donde se envía una respuesta adecuada teniendo en cuenta la situación actual y el interés general de las personas. Hay una pantalla equipada con lámparas LED en la ropa, que puede mostrar declaraciones esperanzadoras cuando las personas están en un estado de aflicción o pánico.

PROXIMAS APLICACIONES DE LOS BIOSENSORES PORTÁTILES

#SENSORES PORTÁTILES PARA LA PREVENCIÓN DE ACCIDENTES DE CIRCULACIÓN:

Para resolver la cuestión de los accidentes de circulación, se han introducido diferentes técnicas de detección, como la medición de las características de los vehículos (volante, frenos, marchas, etc.), las condiciones ambientales (niebla, oscuridad, humedad, etc.) y el patrón de comportamiento de los conductores. Los ordenadores portátiles controlan continuamente las medidas de seguridad para evitar los accidentes de tráfico y también ayudan a proporcionar la información inmediatamente a los organismos de rescate cuando se produce un accidente de tráfico. La principal causa de los accidentes de tráfico es el consumo de alcohol por parte del conductor, las largas horas de conducción, la falta de sueño, la somnolencia, etc. Sin embargo, los dispositivos portátiles no son la solución definitiva para evitar los accidentes de tráfico.

Reconocimiento automático del estrés

Para mitigar el estrés fisiológico crónico, existen tecnologías que reconocen el estrés por sí mismas, lo que lleva a la introducción de biosensores portátiles que son más fáciles de

llevar. En esta técnica de reconocimiento del estrés, la función de pérdida de las máquinas de vectores de apoyo se adelanta para codificar la capacidad de un individuo de sentirse más o menos estresado.

RESULTADO

Las tecnologías vestibles pueden proporcionar una parte integral de la solución para proporcionar atención médica a una población mundial cada vez más numerosa que se verá sometida a la presión de una población cada vez más envejecida. Al proporcionar un medio para llevar a cabo la telemedicina, la monitorización, el registro y la transmisión de señales fisiológicas desde fuera del hospital, las soluciones de tecnología vestible podrían reducir la carga del personal sanitario y utilizar el espacio del hospital para fines de atención más emergentes o receptivos. Además, el empleo de tecnología vestible en profesiones en las que los trabajadores están expuestos a peligros o riesgos podría ayudar a salvar sus vidas y a proteger al personal sanitario.

REFERENCIA

. Asada, H.H., et al., Mobile monitoring with wearable biosensor photo plethysmography Biosensors. Engg. in Med and Bio Magazine. Ming-Zher, P., N.C. Swenson, y R.W. Tecnología de la información en la ciencia biomédica. Patel, revisión de sensores y sistemas vestibles con aplicación en Rehabilitación. Journal of neuro-engg and rehabilitation.. Altini, M., J. Penders, y O. Amft. Personalización de la estimación del gasto energético mediante una predicción del estado físico cardiorrespiratorio. En Pervasive Computing Technologies for Healthcare. Sensores de flujo y wearables en Ingeniería Biomédica. Disponible en: http://vista.ir/article/258815.

CONCLUSIÓN

Este trabajo ofrece básicamente la visión detallada de la mayoría de las aplicaciones de los biosensores wearables que se utilizan habitualmente en nuestra vida diaria. Ya que consta de varias aplicaciones como sensor de anillo, camisa inteligente, reconocimiento de estrés, prevención de accidentes de tráfico. Para la consideración de cada individuo, muchas aplicaciones y técnicas de estos sensores se introducen hoy en día. El sensor de anillo se ha desarrollado para otras aplicaciones médicas como la detección de artritis y el diagnóstico de enfermedades renales. La camisa inteligente también tiene un gran impacto, ya que conduce a la calidad de vida, reduciendo así los gastos de salud y, por último, la realización de los futuros sistemas de salud.

Así, podemos concluir que los sensores vestibles tienen un gran impacto en el futuro cuidado de la salud. Instancias de los textiles con la capacidad de procesar y registrar los datos médicos y mostrar las señales biológicas mediante la colocación de nanotubos de carbono en la urdimbre y la trama de las fibras, que en la práctica desempeña el papel de biosensores, han sido probados en la medicina, la lucha contra el fuego, los deportes, y los entornos industriales militares y casos similares en los que los resultados han sido enfatizados.Pronto, biosensores vestibles encontrarán su uso en las aplicaciones clínicas de rutina.El uso de biosensores vestibles satisface una cita traído a la línea, la asistencia sanitaria vestible fácil de inútil costoso. En cualquier lugar, en cualquier momento, en cualquier persona.