环球科创网

柔软可穿戴健康监测器使用可拉伸的电子设备

更新时间:2021-09-25 08:53:02

导读 大家好,我是本栏目的编辑郝帅,现在我来给大家讲解一下上面的问题。内置可伸缩电子设备的无线穿戴式监护仪,可以舒适、长时间地监测成人、

大家好,我是本栏目的编辑郝帅,现在我来给大家讲解一下上面的问题。内置可伸缩电子设备的无线穿戴式监护仪,可以舒适、长时间地监测成人、婴儿和儿童的健康状况,无需担心传统的粘贴式传感器的导电凝胶造成的皮肤损伤或过敏反应。

并且这款柔软舒适的监护仪可以将15米范围内的心电图、心率、呼吸率和运动活动数据广播到便携式记录设备,如智能手机或平板电脑。电子设备安装在可拉伸的基板上,并通过印刷连接器连接到金色的皮肤状电极,这些连接器可以与嵌入其中的医用薄膜一起拉伸。

乔治w伍德拉夫学校的助理教授Yeo Woon-Hong说:“这款健康监测器对经常外出的孩子来说有一个关键的优势,因为这种柔软的适形装置可以轻轻融入皮肤,以适应这种活动。机械工程系华莱士库尔特,佐治亚理工学院生物医学工程系。“这是为了满足敏感皮肤可能被传统监护仪损伤的人群的电子健康监测需求。”

7月24日,《高级科学》杂志报道了这款显示器的细节。该研究得到了亚特兰大儿童保健机构Imlay创新基金、NextFlex(柔性混合电子制造研究所)和佐治亚理工学院电子与纳米技术研究所种子基金的支持。对动物模型和人类进行了研究。

因为该设备符合皮肤,它避免了可能由典型的金属凝胶电极在皮肤上的移动而产生的信号问题。该设备甚至可以从行走、跑步或爬楼梯的人那里获得准确的信号。

他说:“当你把传统的电极放在胸部时,当你坐起来或走路时的运动会产生运动伪影,这很难从你想要测量的信号中分离出来。“因为我们的设备柔软且保形,它会随着皮肤移动,并提供传统传感器的运动伪影无法看到的信息。”

亚特兰大儿童保健中心的儿科心脏病专家凯文马厄博士说,使用无线健康监测器进行持续评估可以改善对儿童的评估,并帮助临床医生更早地发现趋势,这可能会在疾病发展之前促进干预。

Maher说:“来自呼吸系统和心血管系统的连续数据的生成可以允许应用高级诊断来检测临床状态的变化、对治疗的反应以及实施早期干预。“一个真正跟踪孩子每一次呼吸的设备,可以在更严重的疾病出现之前,及早识别和干预。”

他说,当在家里使用时,可穿戴显示器可能会检测到可能不会出现的变化。在临床环境中,无线设备可以让孩子感觉不那么“束缚”设备。Maher补充说:“我认为这个设备是儿科医疗的一个重大变化,我非常高兴与佐治亚理工学院合作开展这个项目。

该显示器使用三个嵌入薄膜中的金电极,薄膜中还包含电子处理设备。整个健康监测器的直径只有3英寸,正在开发的更先进的版本将只有一半大小。无线显示器现在由小型可充电电池供电,但在未来的版本中,电池可能会被外部射频充电系统取代。

由于需要对儿童进行门诊监测,Yeo和他的合作者,包括第一作者和博士后研究员Yun-Soung Kim,正在专注于儿科应用。然而,他们假设健康监测器也可以用于其他患者群体,包括可能也有敏感皮肤的老年人。对于成年人来说,还有其他优势。

Yeo说:“显示器可以戴很多天,可能长达两周。“这种隔膜是防水的,所以成年人戴着它可以洗澡。使用后,电子元件可以回收。”

已经开发了两种版本的显示器。一种是基于医用胶带,设计用于医院或其他护理机构的短期使用,而另一种是使用经批准用于伤口护理的软弹性医用薄膜。后者可以在皮肤上保留更长时间。

Yeo解释说:“这些设备是完全干燥的,不需要凝胶就能从皮肤获得信号。“皮肤和超薄传感器之间没有任何东西,佩戴起来很舒服。”

因为监护仪可以长时间佩戴,可以提供长期的心电数据记录,有助于了解潜在的心脏问题。Yeo说:“我们使用深度学习来监控信号,并将其与来自更大一组患者的数据进行比较。“如果检测到异常,可以通过智能手机或其他连接的设备无线报告。”

显示器的电路由薄膜网状铜图案制成,可以与软基板一起弯曲。芯片是唯一不可弯曲的组件,但它们安装在应变隔离的软基板上,而不是传统的塑料电路板上。

作为下一步,Yeo计划缩小设备的尺寸,并增加测量其他健康相关参数的功能,如温度、血氧和血压。一个重要的里程碑是评估传统健康监测器性能的临床试验。

对于专注于纳米和微工程的Yeo来说,在临床试验中看到该设备并最终在儿童医院使用的前景是一个强大的激励。

“对我来说,看到我们开发的东西对受苦的人有帮助,这将是梦想成真,”他说。“我们都希望看到科学和工程的发展转化为病人护理的改善。”

免责声明:本文由用户上传,如有侵权请联系删除!