Aktuální vydání

celé číslo

07

2020

Řízení distribučních soustav a chytrá města

Měření a monitorování prostředí v budovách a venkovním prostředí

celé číslo

Senzor včas varuje pacienty před astmatickým záchvatem

Moderní inteligentní senzory vyráběné hromadně a levně mikrosystémovou techno­logií nacházejí široké uplatnění ve zdravot­nictví, zejména v lékařské diagnostice, při sledování určitých neelektrických veličin, které jsou charakteristickými ukazateli (tzv. markery) různých onemocnění. Příkladem je nový přístroj od firmy Siemens, který na zá­kladě analýzy složení vydechovaného vzdu­chu může pacientovi se zánětlivým onemoc­něním průdušek (asthma bronchiale) před­povědět již několik hodin předem blížící se astmatický záchvat. Pacient tak může včas užít protizánětlivé léky a blížící se záchvat odvrátit nebo alespoň zmírnit.
 
U pacientů se zánětlivým onemocněním průdušek se latentní zánět průdušek šíří ob­vykle již dlouho před tím, než pacient něco zpozoruje. Je-li zánět silný, dýchací cesty se zužují a vznikají astmatické záchvaty. Ty mo­hou být tak závažné, že pacient často musí vyhledat lékařské ošetření v nemocnici. Mno­ho nemocných proto raději trvale bere proti­zánětlivé léky ve větších dávkách, což zname­ná větší náklady a také zbytečně větší zatížení organismu. Blížící se astmatický záchvat lze dosud prokázat pouze nákladným vyšetřením u odborného plicního lékaře podle naměřené zvýšené koncentrace oxidu dusnatého (NO) ve vydechovaném vzduchu (obr. 1). Při po­užití senzoru vyvinutého pracovníky společ­nosti Siemens Corporate Technology ve spo­lupráci s lékaři si pacienti budou moci již v blízké budoucnosti zjistit přítomnost a kon­centraci NO ve svém dechu sami, podobně jako si nyní měří hladinu cukru v krvi. To jim umožní užívat protizánětlivé léky preventivně v nejmenších možných dávkách a dávkování cíleně zvýšit jenom v případě akutní potřeby.
 
Nový senzor dokáže v dechu pacienta zjistit již jeden den před akutním astmatic­kým záchvatem zvýšenou koncentraci NO, jejíž vypovídací schopnost jako „markeru“ pro rychlé a neinvazivní hodnocení astmatu (dušnosti) je obecně uznávána. Při analýze se vydechovaný NO nejprve v konvertoru mění na oxid dusičitý (NO2) a poté vydechovaný vzduch proudí přes vlastní senzor. Na povr­chu senzoru zůstávají zachyceny výhradně částice „signální“ látky za vzniku elektric­kého napětí snímaného s použitím tranzisto­ru typu FET. Velikost napětí je přímo úměrná koncentraci NO v dechu pacienta. Podle zjištěné koncentrace NO si může pacient zjistit, v jakém množství by měl užít protizánětlivé léky. Nový senzor měří množství NO s přes­ností v rozsahu několika ppb (částic v miliardě, tj. např. 1 mg látky v 1 m3 roztoku) a je stejně citlivý jako větší přístroje, kte­ré jsou však drahé a jen obtíž­ně se transportují. Přístroj s no­vým senzorem, který již exis­tuje jako prototyp, je přenosný a jenom o málo větší než běžný mobilní telefon.
 
V současnosti chystají pra­covníci společnosti Siemens Corporate Technology další podobný senzor dechu, který umožní výkonným sportovcům si při tréninku ověřit, zda tré­nují v žádoucím režimu spalo­vání tuku při dostatku kyslíku (aerobní režim). Detekční prin­cip je stejný, jenom se v daném případě měří koncentrace acetonu jako látky, která vzniká v lidském těle při odbourávání tuku a je také prokazatelná v dechu. Další po­užití, zejména v oboru zjišťování škodlivých látek při ochraně životního prostředí, na sebe jistě nenechají dlouho čekat.
[Sensor warnt Patienten zeitig vor Asthmaanfall. Presseinformation Siemens AG, leden 2011.]
Kab.
 

Obr. 1. Zvýšené množství oxidu dusnatého signalizující blížící se astmatický záchvat lze dosud zjistit pouze vyšetřením u odborného lékaře (foto: Siemens AG)