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斯坦福工程师开发灵活的皮肤状心脏显示器

时间：2021-09-09 18:25:01 来源：

这种柔性皮肤状心脏显示器足够小，可以在绷带下穿。洛杉矶西塞罗

通过将柔性材料层叠成压力传感器，工程师开发了一种比美金更薄的可穿戴心脏监测仪。

我们大多数人都不会在健身房之外思考我们的脉冲。但医生使用人类脉冲作为监测心脏健康的诊断工具。

斯坦福大学化学工程教授振南宝制定了一个比美元钞票更薄的心脏监测器，而不是邮票。在手腕上的粘合绷带下穿着的柔性皮肤状监视器足够敏感，以帮助医生检测僵硬的动脉和心血管问题。

这些设备可以使用一天用于持续跟踪心脏健康，并提供医生对新生儿和其他高风险手术患者的关键生命符号提供更安全的方法。

“脉冲与动脉和心脏状况有关，”鲍瓦说，其实验室发展着人造皮肤材料。“传感器越好，更好的医生可以在发展之前捕获问题。”

你的脉搏

要找到脉冲，请将索引和中指按到对侧手腕的下面。当它通过你的血管泵浦血液时，你应该感受到你心中的稳定节奏。

每次节拍，你的觉得实际上是由两个不同的山峰组成，即使你不能用手指着分开。第一个，较大的峰值来自你的心脏抽出血液。心跳后不久，你的下半身会向你的动脉系统发送反射波，创造一个较小的第二峰。

医学专家可以使用这两个峰的相对尺寸来衡量您的心脏健康。

“你可以使用两个峰的比率来确定动脉的刚度，例如，”项目后博士学位和项目物理学家“。“如果心脏状况发生变化，则波模式将改变。幸运的是，当我在自己测试这个时，我的心看起来很好。“

娇小的金字塔

为了使心脏监测敏感和小，宝的团队使用一层薄薄的橡胶，覆盖着微小的金字塔凹凸。每个模制的金字塔仅跨越几微米 - 小于人红细胞。

当压力放在装置上时，金字塔略微变形，改变了装置的两半之间的间隙尺寸。这种分离的变化导致电磁场的可测量变化和装置中的电流。

放置在监视器上的压力越多，金字塔变形就越多，电磁场的变化越大。在假肢肢体上使用许多这些传感器可以像电子皮肤一样，产生人为的触感。

当传感器使用粘合绷带放置在某人的手腕上时，传感器可以测量该人的脉搏波，因为它会通过身体回荡。

设备如此敏感，可以检测到脉冲波的两个峰值。当工程师看着其设备绘制的波浪时，他们注意到脉冲波的尾部的小凸起，不可见传统传感器。宝说，她认为，这些波动可能会在未来使用更详细的诊断。

血压和婴儿

医生已经使用了类似的，尽管在手术期间或服用新药时，以跟踪患者心脏健康的传感器。但在未来的宝的设备中可以帮助跟踪另一个生命身材。

“理论上，这种传感器可用于测量血压，”Schwartz说。“一旦您校准了，您可以使用脉冲的信号来计算血压。”

这种监测心脏健康的非侵入性方法可以将直接插入动脉插入的装置，称为血管内导管。这些导管会产生高感染风险，使它们对于新生儿和高风险患者不切实际。因此，BAO的外部监视器可以为医生提供一种更安全的方法来收集有关心脏的信息，特别是在婴儿手术期间。

宝的团队正在与其他斯坦福研究人员合作，使设备完全无线。使用无线通信，医生可以通过手机接收患者的分钟内心状态，无论如何都感谢您作为人类头发厚的设备。

“对于一些患有潜在心脏病的患者，穿着绷带将使他们能够不断测量他们的心脏状况，”宝说。“这可以在没有干扰他们的日常生活的情况下完成，因为它真的只需要穿着小绷带。”

该团队在5月12日的自然通信中发表了工作。该团队的研究得到了国家科学基金会和科学研究空军办公室的资金支持。

出版物：Gregor Schwartz等，“具有高压灵敏度的柔性聚合物晶体管，用于电子皮肤和健康监测，”自然通信4，物品编号：1859; DOI：10.1038 / ncomms2832

图像：洛杉矶西塞罗


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