Д-р Стюарт Кэмпбелл (Dr. Stuart Campbell), профессор факультета биоинженерии Йельского университета, долгое время работал над идеей того, как можно использовать датчики объемной влажности почвы для наблюдения за состоянием людей, больных водянкой мягких тканей.
Водянка возникает когда слишком много жидкости попадает в мягкие ткани из капилляров
Авторство идеи принадлежит доктору Кену Кэмпбеллу (Dr. Ken Campbell), профессору Вашингтонского университета, который обратил внимание на то, что датчики влажности Decagon Devices возможно использовать как носимый индикатор, с помощью которого врачи могли бы наблюдать за развитием отеков у пациентов, примерно также, как кардиомониторы отслеживают работу сердца.
Это заболевание возникает, когда слишком много жидкости попадает в мягкие ткани из капилляров. Капилляры — это самые маленькие кровеносные сосуды в организме человека, которые обеспечивают обмен питательными веществами, а также вывод шлаков и токсинов в тканях. Жидкость, окружающая кровяные тельца, свободно перемещается по капиллярам, и водянка возникает, когда слишком большое количество жидкости из кровеносной системы просачивается к тканям. Причинами водянки может быть сердечная недостаточность, беременность, а также проведение длительного время стоя.
Что же заставляет жидкость течь? В почве к перемещению жидкости приводит разность водного потенциала: жидкость перетекает из мест с более высоким потенциалом в места с более низким. То же самое можно сказать и о кровеносной системе человека: кровь в сосудах находится под давлением, создаваемым сердцем. И повышение давления может стать причиной водянки. Д-р Кэмпбэлл добавляет: “Артериальное давление — это только одна из причин того, что жидкость просачивается сквозь стенки капилляров, все несколько сложнее. В крови содержатся крупные молекулы различных белков, которые слишком велики, чтобы просочиться сквозь капилляры. Это означает, что, чем больше жидкости уйдет из капилляров, тем более концентрированными станут эти белки, тем самым понижая водный (осмотический) потенциал крови. В нормальном состоянии существует определенный баланс, который не дает слишком большому количеству жидкости просачиваться в ткани из капилляров, однако, некоторые заболевания (такие как повышенное давление) могут вызывать нарушения этого баланса. Тогда внутри сосудов не будет необходимого водного потенциала для удержания жидкости, и в этом случае может возникнуть водянка.
Можно ли осуществлять наблюдение за водянкой сердца?
Во время летней практики в Visible Heart Lab ( Университет Миннесоты) д-р Кэпмбелл решил провести эксперимент на тканях животных: «В этой лаборатории была возможность искусственно поддерживать работу сердца свиньи вне тела. Проблем заключается в том, что для эксперимента использовались заменители крови, что могло привести к ошибкам в показаниях. Для меня было интересно понять, сможем ли мы следить за сердечной мышцей, подверженной водянке, во время испытаний. Для этого я попытался подключить датчик влажности почвы к бьющемуся сердцу. Во время испытаний мы наблюдали изменения в показаниях, но так как мы провели эксперимент всего лишь один раз, то какие-то конкретные выводы сделать сложно. Возможно, на показания датчиков повлияло использование заменителя крови.»
Будучи заинтригованным этой идеей, д-р Кэмпбэлл решил повторить эксперимент, теперь уже на своей жене, которая начала жаловаться на симптомы водянки после рождения ребенка. По его словам, каждый день он плотно закреплял датчики на ее лодыжках: когда отек спадал, показания датчиков также снижались, что доказывало работоспособность системы при соблюдении определенных условий. Однако оставались и вопросы: как убедиться в том, что датчик каждый раз соприкасался с кожей одинаково, а также, будет ли влиять на показания, если испытуемый начнет потеть?
Миллионы человек страдают от сердечной недостаточности
По мнению д-ра Кэмпбелла исследования нужно продолжать, он чувствует в этой идее потенциал — она может улучшить качество жизни многих людей и сохранить миллиарды долларов. Миллионы людей страдают от сердечной недостаточности. Это может быть связано как с возрастом пациента, так и с наличием застоя в коронарной артерии. С помощью подобных датчиков пациенты могли бы довольно легко самостоятельно наблюдать за движением жидкостей в организме и образованием отеков, например, после выписки из больницы. Ведение таких наблюдений, следование несложным рекомендациям и корректировка диеты могли бы снизить число госпитализаций.
По материалам environmentalbiophysics.org
