将新的皮肤贴片转变为可穿戴的多功能健康监测仪

2021-02-22 09:32   来源: 互联网    阅读次数:3303

据最新一期《自然生物医学工程》(nature biomedical engineering)报道,美国加州大学圣地亚哥分校(University of California,San Diego)的工程师开发了柔软而有弹性的皮肤贴片,可以佩戴在颈部,持续跟踪血压和心率,并测量佩戴者的葡萄糖、乳酸、酒精或咖啡因含量。这是第一款可以同时监测中枢血管信号和多种生化指标的可穿戴设备。


研究人员说,这种可穿戴设备非常有助于患有潜在疾病的人定期监测自己的健康状况。这种装置可以使高血压和糖尿病患者受益,还可以用来监测脓毒症的发病,其特点是血压突然下降,同时乳酸水平迅速上升。柔性皮肤贴片也将为ICU患者提供更方便的选择,减少各种监护仪对患者的束缚。


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皮肤贴片的新颖之处在于它使用了完全不同的传感器,并将它们融合在一个邮票大小的小平台上。这种可穿戴设备可以收集大量信息,并以非侵入性的方式进行,而不会造成不适或干扰日常活动。研究人员说,每个传感器提供一个物理或化学变化的单独图像。通过将它们整合到一个可穿戴的贴片中,医生可以将这些不同的图像结合起来,对人体的变化有更全面的了解。


这种贴片是弹性聚合物片,可以适应皮肤,并配有一个血压传感器和两个化学传感器。一个化学传感器测量汗液中的乳酸、咖啡因和酒精含量,另一个测量组织液中的葡萄糖含量。


血压传感器位于贴片中心附近,由一组小型超声波传感器组成,这些传感器通过导电墨水焊接在贴片上。施加在换能器上的电压使换能器向人体发送超声波。当超声波从动脉反弹时,传感器检测到回声并将信号转换为血压读数。


化学传感器由两个电极组成,电极用导电油墨丝网印刷在芯片上。检测乳酸、咖啡因和酒精的电极印在贴片的右侧。它的工作原理是将名为毛果芸香碱的药物释放到皮肤中诱发汗液,并检测汗液中的化学物质;另一个葡萄糖传感电极印在左侧,它的工作原理是使一个温和的电流通过皮肤释放组织液并测量其中的葡萄糖。


该研究小组目前正在开发升级版的皮肤贴片,其中将包括更多的传感器,以便监测更多与疾病相关的其他生物标志物,从而为该设备增加更多的临床价值。现有的补丁程序需要将传感器连接到电源和台式机以显示其读数。升级版的目标是将所有这些内容放到补丁上,实现完全无线。

责任编辑:无量渡口
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