3/2015

Paita mittaa sydämen toimintaa

Elektrodi ja vesipisara

 

Tekstiilielektrodit kestävät hyvin puhdistusta. Ne voi jopa pestä pesukoneessa.

 

Puettava elektroniikka ja etenkin kehonmittaus on kasvava ala, jossa materiaalitekniikka, elektroniikka ja informaatioteknologia yhdistyvät lääketieteeseen. Elina Ilénin tutkimus avaa uusia mahdollisuuksia puettavien mittalaitteiden käyttöön sairaaloissa ja kotiterveydenhuollossa.

Monelle potilaalle olisi hyötyä siitä, että sydämen, raajojen lihasten, keuhkojen tai aivojen aktiivisuutta, kehon koostumusta tai nestetasapainoa voitaisiin tarkkailla pitkäaikaisesti. Sairaaloiden perinteiset mittalaitteet eivät yleensä tällaiseen sovellu, ja niiden käyttö kotiterveydenhuollossa on vaikeaa. Avuksi tulevat vaatteisiin upotetut tekstiilielektrodit, jotka keräävät tietoa helposti, mukavasti ja edullisesti.

– Sovelluksista hyötyvät esimerkiksi riskiryhmiin kuuluvat, leikkauksen jälkeistä kuntoutusta tarvitsevat ja kroonisia sairauksia potevat henkilöt, Elina Ilén kertoo.

Elintoimintojen seuraaminen onnistuu etänä

Elina Ilén selvitti kesäkuussa tarkastetussa väitöstyössään, miten tekstiilisiä, kehoa mittaavia elektrodeja voidaan tehokkaasti käyttää ja huoltaa. Hänen tutkimuksessaan käytettiin kudottuja ja neulottuja, hopeapinnoitetusta polyamidikuidusta ja teräskuidusta valmistettuja sekä hopealla pinnoitettuja elektrodeja.

Ihan ilman kosketusta

Ei elektrodeja, ei sykepantaa, ei aktiivisuusmittaria ranteessa, ei edes paineanturia patjan alla sängyssä. Mari Zakrzewski selvitti väitöskirjassaan, miten hengityksestä ja sydämestä aiheutuvia pieniä ihon liikkeitä voidaan mitata tutka-anturilla täysin ilman kosketusta.

– Kaupoista löytyy useita mittareita unen laadun, hengityksen tai sykkeen tarkkailemiseen. Nämä kaikki vaativat jonkinlaisen ihokontaktin käyttäjään joko suoraan elektrodeilla tai välillisesti, kun paineanturi sijoitetaan patjaan, Mari Zakrzewski kertoo.

Zakrzewskin käyttämä pienikokoisen tutka-anturi mittaa sykettä ja hengitystä potilaan rintakehän ihon pienistä mekaanisista liikkeistä. Mittauksissa tutka sijoitettiin noin metrin päähän istuvan tai sängyllä makaavan henkilön rintakehästä.

– Asennuksen jälkeen tutka-anturi voidaan unohtaa. Iltaisin ei tarvitse muistaa pukea aktiivisuusranneketta tai sykevyötä. Menet vain nukkumaan ja aamulla katsot mittaustuloksen. Lisäksi anturi voitaisiin piilottaa vaikkapa kalusteisiin, jolloin mittalaite tai sen johdot eivät ole tiellä yöpöydällä.

Tutkamittauksen haasteena on erottaa toisistaan sydämen, hengityksen ja esimerkiksi raajojen liikkeet. Myös muut häiritsemättömät menetelmät painivat saman kysymyksen kanssa.

 

– Esimerkiksi paitaan integroituna tällaiset elektrodit voivat mitata kehon toimintaa huomaamattomasti. Tällaiset tavalliselta tekstiililtä näyttävät anturijärjestelmät ovat käyttömukavuudeltaan paras ratkaisu, Ilén sanoo.

Koska puettavia mittauslaitteita voidaan turvallisesti siirtää käyttäjältä toiselle, on Ilénin tutkimaa tekniikkaa mahdollista hyödyntää myös kotiterveydenhuollossa.

– Vaate voi mitata käyttäjäänsä ja lähettää sairaalaan tiedon, mikäli henkilön elintoiminnot muuttuvat niin, että sairaalahoitoa tarvitaan. Vastaavasti sairaala voi etäseurata reaaliajassa henkilön liikkeitä ja elintoimintoja esimerkiksi leikkausoperaation jälkeen.

Anturit pyykkikoneeseen?

Tekstiilisten elektrodien puhdistus on tärkeä kysymys, joka piti ratkaista ennen kuin niitä voidaan käyttää laajemmin.

– Sairaalaolosuhteissa bakteerien ja virusten tuhoaminen materiaalin pinnalta on välttämätöntä infektioiden leviämisen estämiseksi. Niinpä tekstiilisten anturijärjestelmien täytyy kestää sterilointia, desinfiointia ja puhdistusta jopa satoja kertoja, Ilén kertoo.

Ilénin tutkimat tekstiilielektrodit kestivät erilaiset puhdistusmenetelmät menettämättä toimintakykyään. Hän testasi myös hyvällä menestyksellä elektrodien käsittelemistä lianhylkiviksi.

Erityisesti kotiterveyshuollon käytössä on tärkeää, että mitta-anturit ovat helposti puhdistettavia. Ilénin mukaan niiden puhdistus onnistuu tavallisessa vesipesussa.

Elina Ilénin tutkimus lisää tietoa kehoa mittaavan tekstiilituotteen suunnittelemisesta ja avaa entistä laajemmat mahdollisuudet muun muassa esineiden internet -sovellusten luomiseen erityisesti sairaala- ja terveydenhuollon tarpeisiin. Ilén tarjoaakin puettavan elektroniikan ja vaatetuksen suunnittelu-, tutkimus- ja tuotekehitys- sekä hankintapalveluja omassa yrityksessään Planno Oy:ssä.

Teksti: Sanna Schildt
Kuva: Elina Ilén

 
Kerro kaverille
Kerro kerro sensorein, ken on meistä tervein?
Kerro kerro sensorein, ken on meistä tervein?
3/2015
Kerro kerro sensorein, ken on meistä tervein?
Ylevän hykerryttävä juhlakantaatti sai ensiesityksensä
Ylevän hykerryttävä juhlakantaatti sai ensiesityksensä
3/2015
Ylevän hykerryttävä juhlakantaatti sai ensiesityksensä
Avajaisviikko Tampereen valoista Kampusfestiin
Avajaisviikko Tampereen valoista Kampusfestiin
3/2015
Avajaisviikko Tampereen valoista Kampusfestiin
Mitä digitaalinen jalanjälkesi paljastaa terveydestäsi?
Mitä digitaalinen jalanjälkesi paljastaa terveydestäsi?
3/2015
Mitä digitaalinen jalanjälkesi paljastaa terveydestäsi?
Myös työturvallisuutta pitää johtaa
Myös työturvallisuutta pitää johtaa
3/2015
Myös työturvallisuutta pitää johtaa
Tampere3 - tekemistä vaille valmis
Tampere3 - tekemistä vaille valmis
3/2015
Tampere3 - tekemistä vaille valmis
Autolla Nepaliin ja muut toteutuneet unelmat
Autolla Nepaliin ja muut toteutuneet unelmat
3/2015
Autolla Nepaliin ja muut toteutuneet unelmat
Tiedon jakaminen innostaa kemian opettajaa
Tiedon jakaminen innostaa kemian opettajaa
3/2015
Tiedon jakaminen innostaa kemian opettajaa
TTY:n historiateos kertoo käytännön ja teorian erottamattomasta liitosta
TTY:n historiateos kertoo käytännön ja teorian erottamattomasta liitosta
3/2015
TTY:n historiateos kertoo käytännön ja teorian erottamattomasta liitosta

Tampereen teknillinen yliopisto on teknologisen kehityksen tiennäyttäjä sekä tutkimusmaailman ja elinkeinoelämän yhteistyökumppani. Yliopistosta valmistuu haluttuja osaajia yhteiskunnan eri aloille.

Käyntiosoite:
Korkeakoulunkatu 10,
33720 Tampere

Postiosoite:
PL 527, 33101 Tampere

Puhelinvaihde:
03 311 511
ma–pe kello 8–16.15
kesällä ma–pe 8–15.45

Virallinen sähköpostiosoite:
tty.asiointi@tut.fi