Μέθοδοι και βιοαισθητήρες για την μέτρηση ανθρωπίνων βιοσημάτων. Βιβλιογραφική ανασκόπηση των τελευταίων εξελίξεων στον τομέα αυτό: μελέτη περίπτωσης για το άγχος

Abstract

Αυτή η μελέτη εμβαθύνει στις μεθόδους μέτρησης του ψυχικού άγχους, λαμβάνοντας υπόψη τη συσχέτισή του με διάφορες ασθένειες. Η παρακολούθηση του άγχους σε πραγματικό χρόνο χρησιμοποιώντας συστήματα φορητών αισθητήρων διερευνάται ως μέσο πρόληψης ασθενειών που σχετίζονται με το άγχος, μέσω της άμεσης διαχείρισης του άγχους. Έως σήμερα έχουν χρησιμοποιηθεί παραδοσιακές μέθοδοι αξιολόγησης του σωματικού άγχους, όπως ο καρδιακός ρυθμός και η αγωγιμότητα του δέρματος, η ευαισθησία τους στις καθημερινές δραστηριότητες περιορίζει την ακρίβειά τους. Κατά συνέπεια, υπάρχει μια αυξανόμενη ζήτηση για επικυρωμένες μεθόδους παρακολούθησης του άγχους που ενσωματώνουν και αξιολογούν πολλαπλούς βιοδείκτες που σχετίζονται με αυτό. Σε αυτήν την προπτυχιακή εργασία, μελετάται η εφαρμογή πολυσύνθετων συστημάτων αισθητήρων, που περιλαμβάνουν διάφορους τύπους αισθητήρων, συμπεριλαμβανομένων φυσικών και χημικών βιοδεικτών, για την παρακολούθηση του άγχους. Αυτά τα συστήματα κατηγοριοποιούνται σε τρεις ομάδες: πολυσύνθετους φυσικούς αισθητήρες, πολυσύνθετους φυσικοχημικούς αισθητήρες και πολυσύνθετους χημικούς αισθητήρες, δίνοντας έμφαση στην ικανότητά τους να μετρούν πολλαπλούς βιοδείκτες ταυτόχρονα. Παρουσιάζονται οι αρχές λειτουργίας αυτών των συστημάτων, επισημαίνοντας τα πλεονεκτήματά τους για την επίτευξη ακριβών μετρήσεων των διαφόρων βιοδεικτών. Προς το παρόν, οι χημικοί βιοδείκτες που σχετίζονται με το άγχος περιστρέφονται κυρίως γύρω από την κορτιζόλη. Ωστόσο, αυτή η μελέτη αναδεικνύει την ανάπτυξη συστημάτων πολυσύνθετων αισθητήρων που μπορούν να διερευνήσουν νέους χημικούς βιοδείκτες που σχετίζονται με το άγχος, καθιερώνοντας συσχετίσεις με τα επίπεδα της κορτιζόλης. Αυτή η εργασία υπογραμμίζει τη δυνατότητα για περαιτέρω προόδους στα συστήματα πολυσύνθετων αισθητήρων, συμπεριλαμβανομένης της εξέλιξης φορητών ηλεκτρονικών συσκευών για τη διαχείριση της ψυχικής υγείας. This study delves into the measurement of mental stress, considering its association with various diseases. Real-time monitoring of stress using wearable sensor systems is explored as a means of preventing stress-related illnesses through immediate stress management. While traditional physical stress assessment methods, such as pulsation of the heart and electrodermal response, have been employed, their susceptibility to daily life activities has limited their accuracy. Consequently, there is a growing demand for stress monitoring validations that incorporate multiple stress-related biomarkers. In this undergraduate thesis, the application of multiplexed sensor systems, encompassing various sensor types, including physical and chemical biomarkers, for monitoring of stress is discussed. These systems are categorized into three groups: multiplexed physical, physical-chemical, and chemical sensors, emphasizing their ability to measure multiple biomarkers concurrently. The operational principles of these systems, highlighting their advantages in achieving accurate biomarker measurements are elucidated. At present, stress-related chemical biomarkers predominantly revolve around cortisol. However, this study envisions the development of multiplexed sensor systems that can explore novel chemical biomarkers related to stress by establishing correlations with cortisol levels. This research underscores the potential for further advancements in multiplexed sensor systems, including the evolution of wearable electronic devices for mental health improvement.