北卡罗来纳州立大学的研究人员开发了一种新型可穿戴传感器,它使用银纳米线来监测电生理信号,例如心电图或肌电图。
新传感器与医院使用的“湿电极”传感器一样准确,但它也可用于长期监测,并且在患者移动时比现有传感器更准确。
电生理信号的长期监测可用于跟踪患者的健康状况或协助医学研究,也可用于开发响应患者肌肉信号的新型动力假肢。
医院使用的电生理传感器(例如心电图)使用湿电极,依靠传感器和患者皮肤之间的电解凝胶来提高传感器从身体收集电信号的能力。
然而,该技术提出了长期监测的问题,因为凝胶变干会刺激患者的皮肤,并使传感器不太准确。
新型纳米线传感器在信号质量方面与湿传感器相当,但它是“干”电极——它不使用凝胶层,因此不会引起与湿传感器相同的问题。
“过去几年已经开发出其他干电极,其中一些已被证明与湿电极具有竞争力,但我们的新电极比大多数电极具有更好的信号质量——对于现有的干电极来说,它更准确,”Dr.北卡罗来纳州立大学机械与航空航天工程系教授、描述这项工作的论文的资深作者朱勇表示:“此外,我们的电极非常坚固,因为纳米线嵌入在聚合物中。
”这种新型传感器由银纳米线制成的高导电弹性导体组成,由可拉伸聚合物内的一层纳米线组成,在监测患者运动过程中的电生理信号方面也比现有技术更准确。
“银纳米线传感器贴合患者的皮肤,形成紧密的贴合。
”朱勇博士说。
“由于纳米线非常柔韧,即使患者在移动时,传感器也能与皮肤保持紧密接触。
纳米线还具有高导电性,这是高信号质量的关键。
”新传感器还与标准心电图和心肌图读取设备兼容。
“我认为这些传感器基本上已经可以使用了。
传感器的原材料成本与现有的湿式传感器相当,但我们仍在探索改进制造工艺以降低总体成本的方法。