Эластичный носимый монитор состояния здоровья
Беспроводной носимый монитор, созданный с помощью растягиваемой электроники, может обеспечить комфортный долгосрочный мониторинг состояния здоровья взрослых, детей и даже младенцев, без повреждений кожи или аллергических реакций, вызываемых обычными наклеиваемыми датчиками с проводящими гелями.
Мягкий монитор может передавать данные электрокардиограммы (ЭКГ), частоты сердечных сокращений, частоты дыхания и движения на расстоянии до 15 метров на портативное устройство, такое как смартфон или планшетный компьютер. Электронная схема смонтирована на растягиваемой подложке и соединена с золотыми электродами через напечатанные разъемы, которые могут растягиваться вместе с плёнкой, в которую они встроены.
«Этот монитор состояния здоровья имеет ключевое преимущество для маленьких детей, которые всегда находятся в движении», - сказал один из авторов разработки Вун-Хонг Йео из Технологического института Джорджии (США). «Устройство разработано для тех людей, чья чувствительная кожа может быть повреждена обычными мониторами».
Монитор был испытан как на животных, так и на людях.
Эластичность позволяет избежать проблем с сигналом (артефактов движения или помех), которые могут возникнуть при движении обычных металлогелевых электродов по коже. Устройство может получать точные сигналы даже тогда, когда человек идет, бежит или поднимается по лестнице.
Монитор использует три золотых электрода, встроенных в пленку, которая также содержит оборудование для электронной обработки. Размер монитора - 7,5 см в диаметре, а разрабатываемая более продвинутая версия будет вдвое меньше. Беспроводной монитор питается от небольшой перезаряжаемой батареи, но будущие версии смогут поддерживать беспроводную зарядку.
Авторы разработки сосредоточены на применении устройства в педиатрии, но они полагают, что монитор состояния здоровья может также использоваться для других групп пациентов, включая пожилых людей, которые также могут иметь чувствительную кожу.
Монитор можно носить до двух недель. Мембрана водонепроницаема, поэтому человек может принимать душ во время ношения. После использования электронные компоненты могут быть переработаны.
Были разработаны две версии монитора. Один предназначен для кратковременного использования в больнице или другом медицинском учреждении, тогда как другой использует медицинскую пленку с мягким эластомером, одобренную для использования при лечении ран. Последний может дольше оставаться на коже.
Устройства абсолютно сухие и не требуют геля, чтобы улавливать сигналы с кожи. Между кожей и ультратонким сенсором нет ничего, поэтому его удобно носить.
Поскольку монитор можно носить в течение длительного периода времени, он может обеспечить долгосрочную запись данных ЭКГ, полезную для понимания потенциальных проблем с сердцем. При мониторинге сигналов применяется глубокое обучение, чтобы сравнивать результаты с данными группы пациентов.
При изготовлении схем монитора используются тонкопленочные медные проводники, которые могут сгибаться с мягкой подложкой. Единственной негибкой деталью являются электронные микросхемы, но они устанавливаются на изолированной мягкой подложке, а не на обычной пластиковой монтажной плате.
https://www.news.gatech.edu/2019/07/30/soft-wearable-health-monitor-uses-stretchable-electronics