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可伸缩、无线、可穿戴的健康监视器
时间:2019-10-24 12:52:30 评论:0 收藏本文 复制本页地址 (按Ctrl+D可以收藏到浏览器)

研究人员开发了可穿戴的无线监控器,其中包含可伸缩电子设备,并将提供有关成人、婴儿和儿童的长期健康数据。这些传感器相对于目前使用的设备是一个优势,因为它们不存在与含有导电凝胶制剂的常规粘合剂传感器相关的皮肤过敏反应和损伤的风险。

研究人员在7月24日的《高级科学》杂志上报道了他们的监视器进行的初步实验。这项研究题为“一体式、无线、可伸缩的混合电子产品,用于智能、连接和动态生理监测”。该设备的开发得到了亚特兰大儿童医疗中心IMLAY创新基金的支持,Nextflex(柔性混合电子产品制造商以及佐治亚理工学院电子和纳米技术研究所。

一个由可伸缩电子设备构成的无线、可穿戴式监测仪可以让成年人、婴儿和儿童进行舒适、长期的健康监测。图片来源:佐治亚理工大学的John Toon

研制这种新型监测仪的研究小组成功地将其应用于动物研究和人体实验,并宣布它是有效和安全的。他们的新型软监视器可用于记录心电图(ECG)、心率、呼吸频率以及运动活动数据。该装置能传送信息的最大距离是15米。研究人员解释说,这种传输设备不仅可以是一台电脑或笔记本电脑,还可以是一部智能手机或平板电脑。

显示器安装在可拉伸的基板上。这是与黄金,皮肤状电极,放置在印刷连接器,让设备伸展到一个医疗丝线,它是嵌入。显示器上有三个金电极。它们被嵌入一个包含电子处理设备的胶片中。该小组解释说,电路是由一个薄的铜网组成的。没有使用传统的塑料电路板,而是使用“应变隔离软基板”。这台3英寸长的显示器预计会变得更小,因为研究人员正试图让它更容易被接受。在无线显示器上有一个小的可充电电池。研究人员解释说,他们正试图研制这种监测仪,以便通过射频充电系统对其进行外部充电。

乔治·W·伍德拉夫机械工程学院助理教授、乔治亚理工学院生物医学工程系华莱士·H·库尔特解释说:“这种健康监护仪对经常搬家的幼儿有着重要的优势,因为他们的身体状况一直在变化。”他柔软的保形装置可以适应这种活动,轻轻地融入皮肤。这是为了满足敏感皮肤可能受到传统监视器伤害的人的电子健康监控需求。”

最新研究显示,最昂贵的国家健康研究者发现在紧绷的血压控制下的新的疼痛感测器官可以改善大脑健康发现研究。该小组解释说,与皮肤上的金属或凝胶电极不同,这个监测器是自适应的。能够接触皮肤,将信号传送到与其配对的设备上的问题显著减少。他们补充说,一个正在走、跑或爬楼梯的移动的人,或者一个正在走动的孩子,也可以使用这个设备,信号会被准确地传递出去。WoonHongYeo说:“当你把一个传统的电极放在胸部时,从坐起来或走路的动作会产生难以与你想要测量的信号分离的运动伪影。因为我们的设备是柔软的和保形的,它随皮肤移动,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KevinMaher博士说,这种设备对于需要持续监测的情况来说可能是个福音。他补充说,对于需要持续心脏监测的儿童,这有助于诊断单次或连续报告不足以作出诊断的情况。他说,有可能进一步早期发现疾病。他补充说:“从呼吸和心血管系统生成的连续数据可以允许应用高级诊断来检测临床状态的变化、对治疗的反应和早期干预的实施。一个能够跟踪孩子每次呼吸的设备可以在病情更严重之前进行早期识别和干预。”他补充说,这样的设备是无线的,可以让孩子不被“束缚”在一个地方进行持续监测。他说:“我认为这个设备是儿科保健领域的一个重大变化,我很高兴能与佐治亚理工大学在这个项目上合作。”这项研究的第一作者是金云生博士后。叶和金目前都在研究这种监测仪在儿童身上的应用。他们解释说,动态监测在儿科是必要的。他们补充说,皮肤敏感的老年人也可以从中受益。

Yeo补充说:“这种监护仪可以戴上几天,可能长达两周。这种膜是防水的,所以一个成年人可以在穿着它的时候洗澡。使用后,电子元件可以回收利用。”他解释说,他们开发了两种版本的显示器。其中一个是基于一个医疗磁带,可以在短期内使用,例如在住院期间。另一种使用柔软的弹性体医用薄膜,通常用于伤口敷料。这对于监视器的开发人员来说是更持久的解释。

Yeo解释说:“这些装置是完全干燥的,不需要凝胶来提取皮肤的信号。皮肤和超薄传感器之间没有任何东西,所以佩戴起来很舒服。”他补充说,“我们使用深度学习来监测信号,同时将其与来自更大患者群体的数据进行比较。如果检测到异常,可以通过智能手机或其他连接的设备进行无线报告。”他补充说,他们计划让该设备捕获其他数据,包括血氧、血压和佩戴者的体温。

杨说:“我梦想成真,看到我们开发的东西对受苦的人有帮助。我们都希望看到科学和工程的发展转化为改进的病患护理。”

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