Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
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)