`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

Электроника, нанесенная на кожу, создает надежные биосенсоры

+33
голоса

Исследователи из Хьюстонского университета разработали новую форму биоэлектроники, известную как электроника «нарисованная на коже» (Drawn on Skin, DoS), в которой многофункциональные датчики и схемы могут быть нанесены непосредственно на кожу с помощью специального чернильного пера. Их исследование, опубликованное в Nature Communications, показывает, что информация, собранная с помощью электроники DoS, более надежна и согласована, чем информация, полученная с помощью электродов, обычно используемых в носимой биоэлектронике.

«[Схемы] создаются так, как если бы вы писали ручкой на листе бумаги, - говорит старший автор Цуньцзян Ю (Cunjiang Yu) . - Мы готовим несколько электронных материалов, а затем используем ручки для их получения. Сохнет очень быстро, как чернила на бумаге».

Ю и его коллеги использовали три разных чернила, чтобы нарисовать различные элементы биоэлектронной платформы (проводники, полупроводники и диэлектрики) в очертаниях трафарета. Любой недостаток можно исправить, просто нарисовав поверх него. После высыхания нарисованная структура может деформироваться вместе с кожей и собирать множество физиологических сигналов.

Обычная носимая биоэлектроника страдает артефактами движения, которые приводят к неверной интерпретации данных и ошибочной диагностике. Эти артефакты в основном возникают, когда слабая адгезия создают несовместимую поверхность раздела между электроникой и кожей. Однако при нанесении на кожу электроника DoS образует ультраконформный, прочный и растяжимый интерфейс, невосприимчивый к движениям кожи.

Команда исследовала различные возможности измерения, предлагаемые датчиками. Например, отслеживая изменения сопротивления датчиков, исследователи обнаружили, что они могут обнаруживать деформации тканей или изменения температуры окружающей среды. Дальнейшие эксперименты также показали, что датчики DoS могут регистрировать импеданс кожи, из которого можно экстраполировать уровни гидратации слоев кожи даже при напряжении.

Однако из различных измеримых характеристик ни одна из них не может быть важнее электрокардиограммы (ЭКГ), поскольку она может помочь предсказать и предотвратить неизбежные сердечно-сосудистые события, такие как аритмия. Датчики DoS не только обеспечивают четкий сигнал ЭКГ, но также могут отслеживать изменения частоты сердечных сокращений, что подчеркивает их потенциал в качестве инструментов мониторинга.

По сравнению с гелевым электродом больничного класса и ультратонким электродом со змеевидной сеткой, датчик DoS меньше всего пострадал от пота, и был единственным датчиком, способным обеспечить надежный сигнал ЭКГ в течение 7-часового периода. Интересно, что записи ЭКГ, полученные от датчика DoS, не показали аномальных отклонений при регулярных интервалах растяжения, сжатия и освобождения кожи в месте их нахождения, в отличие от двух других датчиков.

Дополнительные исследования показали, что датчики также могут улавливать электромиографические сигналы - электрическую активность мышц. На протяжении всех этих экспериментов сигналы датчиков DoS не подвергались артефактам движения, что является значительным улучшением по сравнению со стандартной носимой биоэлектроникой.

Однако самой интересной особенностью этого нового датчика может быть его способность ускорять заживление ран. Было показано, что импульсная электрическая стимуляция кожи ускоряет заживление ран, и исследователи проверили, может ли их датчик DoS вызвать такой процесс. Они хирургическим путем создали кожную рану шириной 1 см у мышей, а затем протянули электроды только на верхней половине раны. Через пять дней ширина струпа на обработанной стороне уменьшилась в среднем на 8 мм, тогда как ширина струпа на необработанной половине уменьшилась в среднем только на 4 мм.

Электроника DoS проста в изготовлении и не требует специального оборудования. Изобретатели могут создавать активную электронику с многофункциональными устройствами и датчиками и изначально невосприимчивой к артефактам движения. Таким образом, они представляют собой многообещающую технологию в области биоэлектроники и персонализированного лечения в местах оказания медицинской помощи.

Электроника, нанесенная на кожу, создает надежные биосенсоры

Электроника, «нарисованная на коже», может создавать многофункциональные датчики и схемы для сбора различных физиологических сигналов

Все про современные облачные технологии!
Не пропустите очередную сессию докладов на онлайн-конференции Google Cloud Next '20 OnAir, которая проходит до 30 октября!

+33
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 

Slack подает жалобу на Microsoft и требует антимонопольного расследования от ЕС

 
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT