Bezdrôtový senzor odhalí vaše svaly [SME]

Mladí elektrotechnici vytvorili prístroj, ktorý sleduje aktivitu svalov a s počítačom komunikuje na diaľku
Na prvý pohľad to vyzerá ako byt, len akosi chýba bežné zariadenie. S výnimkou televízora, ktorý už visí na stene. V rohu stojí posilňovací stroj ako z fitnescentra a v strede miestnosti akási zvláštna plošina, ktorá trochu pripomína trampolínu. Keby neležala položená na zemi, a jej účel nebol presne opačný – v skutočnosti má výskok do vzduchu skomplikovať a simulovať tak rôzne pohyby. Nábytku tu veľa nenájdete, no všade uvidíte množstvo technických zariadení a počítačov. Toto je experimentálne laboratórium, v ktorom vedci vyvinuli novú technológiu na sledovanie biosignálov ľudského tela. Stojíme v experimentálnom pracovisku Biolab na Ústave elektroniky a fotoniky STU v Bratislave. Dobrovoľník Ľubo si medzičasom pripína okolo lýtka zvláštny biely pásik. Na tenkej modernej obrazovke sa zrazu zjavia čudné krivky a vlnovky. V strede zariadenia sa totiž nachádza bezdrôtový senzor menší ako zápalková škatuľka. Sleduje signál, ktorý vzniká pri pohybe svalu a raz by mohol doplniť či dokonca nahradiť niektoré diagnostické zariadenia v nemocniciach. Nepotrebuje kábel, takmer nič neváži a vy môžete cvičiť či sedieť, hýbať sa alebo relaxovať úplne bez toho, aby vám čokoľvek bránilo v pohybe.
Zmeny vo svaloch
„Vývoj nám trval tri a pol roka,“ hovorí Martin Donoval zo spoločnosti NanoDesign. Tento spin-off – firma odčlenená od svojej materskej inštitúcie – vznikol na Ústave elektroniky a fotoniky FEI STU. „O päť rokov by som si tento prístroj vedel predstaviť v nemocniciach, v rehabilitačných centrách, u športových lekárov či v domácnostiach.“ Ľubomír medzičasom niekoľkokrát vyskočil. Na obrazovke sa divoko rozkmitajú čiary, ukazujú, ako pracujú jeho svaly. Zariadenie sníma a posiela dáta o tom, čo sa vo vnútri tela deje a stačí na to iba kontakt drobných plôch tvrdeného zlata s pokožkou. Nesleduje priamo príkazy z mozgu. Naopak, sleduje reakciu svalov na tieto povely, drobné bioelektrické zmeny potenciálov, ktoré vzniknú pri chemickej reakcii v tkanive potom, keď napríklad zatnete sval. No tieto zmeny vedia prezradiť nielen to, ako sval funguje, ale aj či je v poriadku. „Mohli by sme takto testovať napríklad špičkových športovcov,“ vysvetľuje Donoval. „Optimalizovať ich výkon. A okrem snímača nebudete potrebovať nič iné, len smartfón.“ V skutočnosti nemusíte byť ani špičkový športovec. Stačí, ak budete takúto technológiu využívať napríklad pri rekreačnom behaní či bicyklovaní. Vedci pritom odhadujú, že čoskoro už možno nebudete potrebovať ani pásik so senzorom. Pokojne postačí, ak v ruke budete držať mobilný telefón. „A môžete sledovať rôzne veci. Únavu svalov, drobné anomálie, disproporcie,“ zdôrazňuje mladý elektrotechnik. „Môžete sledovať rizikových pacientov na diaľku a lekár bude vedieť, že čosi sa deje ešte skôr, ako to zistí sám pacient.“
Budúcnosť diagnostiky
Dvojica pružných laniek bráni voľnému pohybu, v skutočnosti ho sťažuje. Vidíte to na obrazovke, svaly podľa kmitov reagujú inak. Aj keď zvonku si žiadnu zmenu nemusíte všimnúť. Práve zo zmeny aktivity dokáže odborník – lekár či fyzioterapeut zistiť, či sval funguje správne. Ale teoreticky aj to, kde by mohol mať problémy, ako je na tom pravá noha v porovnaní s ľavou a čo treba zlepšiť. „Toto zariadenie sme vyvinuli tu u nás,“ zdôrazňuje Donoval. „Ale nie je úplne prvé, toto je už asi piaty beh. Skúmali sme elektródy, akú tam dať najlepšiu baterku, ako urobiť obal či svetlo, aby funkčne svietilo. A vymyslieť systém, aby sa vedel zapnúť aj vypnúť bez tlačidla.“ Odborníci už dlhšie odhadujú, že budúcnosť diagnostiky bude v podobných zariadeniach. Nemusia to byť špecializované škatuľky, takéto diagnostické nástroje sa stanú súčasťou hodiniek, smartfónov či iných predmetov, ktoré bežne používame. Môžu dlhodobo sledovať napríklad starších ľudí a automaticky si všimnú, keď nastane nejaká anomálna zmena. Napríklad sa budú menej hýbať. Vtedy sa zrejme automaticky spoja s lekárom a upozornia ho na prípadné problémy. Teoreticky by tak v budúcnosti mohli zachraňovať životy. „Stačí, že takýto prístroj vie niekomu vyslať signál. Zvyšok sa urobí v softvéri a softvér sa dá nastaviť akokoľvek,“ dodáva Donoval. „My teraz chceme, aby sme dokázali takýto biosignál prenášať na smartfón. Aby ste sa dokázali sledovať napríklad počas bicyklovania.“ Tomáš Prokopčák
Môžete sledovať únavu svalov, drobné anomálie, disproporcie či rizikových pacientov na diaľku. Martin Donoval,
NanoDesign