Purtarea măștilor de față a fost recunoscută ca fiind una dintre cele mai eficiente modalități de a preveni răspândirea COVID-19. În afară de funcția convențională a măștilor, potențialul măștilor inteligente de a monitoriza semnalele fiziologice umane este din ce în ce mai explorat.

O echipă de cercetare condusă de Universitatea City din Hong Kong (CityU) a inventat o mască inteligentă, care integrează un senzor ultrasubțire de undă sonoră, bazat pe structura de burete nanocompozit, care este capabil să detecteze sunetele respiratorii, tusea și vorbirea.

Folosind algoritmi de învățare automată și un senzor de unde sonore de înaltă sensibilitate, masca inteligentă a deschis noi căi pentru aplicarea sa în identificarea bolilor respiratorii. Această tehnologie portabilă ultra-ușoară are potențialul de a îmbunătăți sănătatea personală și publică, permițând monitorizarea prelungită și sistematică a sănătății respiratorii.

Echipa de cercetare a dezvoltat recent această mască inteligentă, care poate detecta și distinge mai multe acțiuni respiratorii. Descoperirile au fost publicate în Advanced Science.

Importanța purtării măștilor chiar dacă COVID-19 intră în faza endemică

„Multe țări cred că virusul va deveni în curând endemic. Cu toate acestea, trebuie să lăsăm deoparte optimismul și să fim realiști cu privire la nivelurile probabile de boală, dizabilitate și deces asociate cu această boală în următorii ani. Este important să ne amintim că endemicitatea nu corespunde inofensivității”, susține prof. Li Wenjung, conducătorul studiului.

El a folosit malaria ca exemplu pentru a ilustra faptul că, deși în prezent este considerată endemică în 87 de țări, în anul 2020 a infectat aproximativ 241 de milioane de oameni și a provocat 627.000 de decese, potrivit Organizației Mondiale a Sănătății. Astfel, profesorul a sugerat că oamenii ar trebui să continue să fie precauți cu COVID-19 și să utilizeze măsuri disponibile și dovedite, inclusiv măștile, pentru a controla răspândirea virusului.

„Această mască inteligentă utilizează un senzor flexibil, de înaltă sensibilitate, care poate detecta și înregistra activitatea respiratorie zilnică, cum ar fi respirația, tusea și vorbirea și poate stoca datelor în cloud”, a explicat profesorul Li.

Masca inteligentă dezvoltată de echipă are o structură asemănătoare unui burete subțire de 400 μm, fabricată cu nanotuburi de carbon și materiale polidimetilsiloxan (CNT/PDMS), folosind noua tehnică. Senzorul ultra-subțire, poate fi integrat ușor și funcționează eficient.

Performanță bună privind presiunea statică și dinamică

Echipa de cercetare a recrutat 31 de persoane pentru a-și colecta activitatea respiratorie în timp ce purtau masca inteligentă. Descoperirile au arătat că senzorul a fost foarte sensibil la măsurarea atât a presiunii statice, cât și a presiunii dinamice. Pe lângă performanțele bune în intervalul de presiune statică de 27,9 Pa–2,5 kPa, senzorul a răspuns și la presiunea dinamică de înaltă frecvență, generată de vocea umană, adică la energia acustică armonică a sunetului de până la 4000 Hz.

În plus, senzorul poate detecta mișcarea aerului, inclusiv fluxul direcțional și vibrațiile. Aceste descoperiri sugerează că senzorul ar putea fi utilizat pentru a detecta activitatea respiratorie prin integrarea sa într-o mască comercială din policarbonat. De asemenea, a demonstrat că masca inteligentă ar putea detecta și diferenția trei funcții respiratorii comune: respirația, tusea și vorbirea.

„Tehnologia avansată a inteligenței artificiale permite ca masca să recunoască automat diferite tipare de tuse și respirație, indicând potențială utilizarea a acesteia în diagnosticarea bolilor respiratorii”, a spus profesorul Wang Jianpin.

„În prezent, cercetătorii folosesc senzori comerciali pentru a detecta schimbările de temperatură și fluxul de aer pentru a număra numărul de tuse, dar nu pot capta informații fiziologice importante din vocea umană, tuse și respirație. Masca noastră inteligentă este sensibilă atât la presiunea subtilă a aerului, cât și la presiunea ridicată a aerului și poate detecta trei faze ale tusei”, a adăugat profesorul Li.

„Fiind un dispozitiv care este ușor de purtat zilnic, cu costuri reduse, această nouă mască inteligentă va ajuta la managementul sănătății publice, a screening-ului și diagnosticării bolilor respiratorii, în special în orașele cu o densitate mare a populației, cum ar fi Hong Kong”, afirmă dr. Yu Xinge.

 

Sursă video: YouTube

Sursă foto: www.cityu.edu.hk

Sursă material: MedicalXpress.com