随着可穿戴设备变得越来越精致和小巧,一些医疗设备已经处于与我们皮肤无缝融合时代的边缘。斯坦福大学的研究人员现在发明了一种灵活的电子贴纸,可以同时无线监控人的脉搏、呼吸和肌肉活动。

此类系统被命名为BodyNet,内置柔软轻巧的传感器,可舒适地贴在皮肤上;每当运动时,它能记录下心跳或呼吸带来的轻微弯曲。然后将精确的测量结果无线发送到附近的柔性接收器,后者可装在衣服上。

经过三年的努力,该团队进一步完善了他们的设计。在未来,他们希望医生可以用该设备实时跟踪睡眠障碍和心脏病患者。

化学工程师Zhenan Bao说:“我们认为有一天可以创建出全身皮肤传感器阵列来收集生理数据,而不会干扰到监测对象的正常行为。”

距离这一梦想还有很长的路要走,但可穿戴技术正在迅速发展。近年来,来自世界各地的工程师一直在开发新的方法,将医疗设备粘贴到皮肤上或将医疗传感器嵌入电子墨水中。

随着行业的蓬勃发展,财报预测,可穿戴医疗设备的市场份额可能会从2018年的89亿美元增长到2023年的299亿美元。

虽然其他研究人员一直在研发类似的传感器,但斯坦福大学的新颖设计采用了令人印象深刻的新型无线系统。天线部分是由金属油墨绘制,将丝网印刷在橡胶贴纸上,可以像人类皮肤一样自如弯曲和伸展。

当它发生形变时,微电路中的电流同时发生变化,借此完成测量。但是,虽然柔性天线允许贴纸与皮肤接触地非常紧密,但是贴纸形变导致天线弯曲,会干扰到无线信号。为了解决这个问题,工程师团队必须开发出全新的无线通信方式——即使被拉伸和收缩,天线也能够向接收器发送强大而可靠的信号。

研究人员使用了基于射频识别(RFID)无线系统,本质上就是住酒店时,使用房卡开门的那种技术。房卡必须与识别器足够接近,因为房卡需要从读取器中窃取能量,生成并发送出访问代码。

BodyNet贴纸以类似的方式工作,但系统对断续的信号不具有敏感性。

“我们的BodyNet即使受到50%信号中断的影响也可以保持全部功能。”作者总结道,“此外,它可以持续检测关键的人体信号(脉搏,呼吸和身体运动),因此可以用于下一代个人健康监测系统的实时生理和临床研究。”

研究人员现在正致力于将汗水,温度和其他传感器整合到贴纸上,同时计划将接收器进一步小型化,以便有朝一日能够将其编织在衣服内。

研究结果发表在Nature Electronics上。

本文译自 sciencealert,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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  1. 阿了个乐 @ 2019-09-09 17:38:024344060

    使用射频技术那段是关键,所以你身上对应位置还是得弄个收发器并没有想象中那么方便