加州大學(xué)圣地亞哥開發(fā)出可最大限度跟蹤健康的柔性貼片

可穿戴設(shè)備捕捉人體生物標記和生理數(shù)據(jù)是物聯(lián)網(wǎng)時代的一大應(yīng)用，在健康產(chǎn)業(yè)具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

比如，一個柔軟的皮膚貼片就可以為重癥監(jiān)護室的病人提供一個更自由的選擇，包括新生兒重癥監(jiān)護室的嬰兒，他們需要持續(xù)監(jiān)測血壓和其他生命體征。這些手術(shù)包括在患者動脈深處插入導(dǎo)管，并將患者拴在多個醫(yī)院監(jiān)護儀上。

近日，加州大學(xué)圣地亞哥分校的工程師們稱，他們開發(fā)了一種柔軟、有彈性的皮膚貼片，可以戴在脖子上，在測量佩戴者的葡萄糖、乳酸、酒精或咖啡因水平的同時，持續(xù)跟蹤血壓和心率。這也是第一款同時監(jiān)測心血管信號和人體多種生化水平的可穿戴設(shè)備。

該貼片為郵票大小，是一種薄薄的彈性聚合物片，并且能貼合到皮膚表面進行監(jiān)測。里面裝著一個血壓傳感器，一個測量汗液中乳酸、咖啡因和酒精的化學(xué)傳感器，以及一個跟蹤間隙液中葡萄糖水平的傳感器。

其中，在貼片的中心位置是血壓傳感器，其工作原理是通過發(fā)送超聲波穿過身體，反彈到動脈上并產(chǎn)生回聲，傳感器檢測到回聲并將其轉(zhuǎn)換為血壓讀數(shù)。而貼片上的化學(xué)傳感器是向皮膚釋放藥物，誘導(dǎo)出汗，然后測量該液體內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，而葡萄糖傳感器則發(fā)出溫和的電流，刺激間隙液的釋放，達到同樣的目的。

不同的傳感器需要在貼片上仔細排列，以消除信號的干擾。因此，當用戶在監(jiān)測血壓的時候發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)峰值，生物標志物的讀數(shù)就可以告訴用戶，這些峰值是否是由于酒精或咖啡因的攝入。這種傳感器的組合可以給人們提供這種類型的信息。

目前，研究人員已經(jīng)進行了實驗，讓受試者在進行不同的任務(wù)時，在脖子上戴上貼片，比如在運動自行車上進行一次訓(xùn)練，食用高糖餐或酒精，或者喝咖啡。該團隊在整個過程中使用商業(yè)監(jiān)測設(shè)備對目標生物標志物進行監(jiān)測，并將讀數(shù)與其新貼片上的讀數(shù)進行對比，發(fā)現(xiàn)它們緊密匹配。

當然，制作這種貼片并非全然沒有困擾，其最大挑戰(zhàn)之一就是消除傳感器信號之間的干擾。為此，研究人員必須找出血壓傳感器和化學(xué)傳感器之間的最佳間距。他們發(fā)現(xiàn)，一厘米的間距在保持裝置盡可能小的同時起到了作用

研究人員還必須弄清楚如何在物理上屏蔽化學(xué)傳感器和血壓傳感器。后者通常配備有液體超聲凝膠，以便產(chǎn)生清晰的讀數(shù)。但化學(xué)傳感器也配備了自己的水凝膠，問題是，如果任何液體凝膠從血壓傳感器流出，并與其他凝膠接觸，將導(dǎo)致傳感器之間的干擾。因此，研究人員使用了一種固體超聲波凝膠，他們發(fā)現(xiàn)這種凝膠和液體凝膠一樣有效，并且沒有泄漏。

健康跟蹤可穿戴設(shè)備的必然趨勢，未來，這種可穿戴設(shè)備將非常有助于有潛在疾病的人定期監(jiān)測自己的健康，還將成為遠程病人監(jiān)測的一個良好工具。

責任編輯：haq