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基于石墨烯的“电子纹身”可300小时连续监测血压!

2022-07-07 10:078180烯碳资讯/中航复材科技
 导读:血压是心脏健康重要指标之一,其中手臂式血压计是目前标准测量方法,但它只能测得单一数据点,且容易受测量者当下情绪影响而失准。近,德克萨斯大学与德州农工大学团队开发出基于石墨烯的“电子纹身”,能长时间黏在皮肤上连续监测血压变化,且不伤害人体。
虽然许多便携式设备的健康监测成果取得重大突破,但它们到目前都还未准备好进入血压监测。是智能手表佩戴容易移动,第二是手表侦测血压的技术尚未成熟,对肤色较深或手腕较大的人来说,利用光来获取读数的结果可能不太稳定;此外有些症状如:突发性低血压,若未随时监测血压变化只会措手不及。

  为此,德克萨斯大学与德州农工大学团队开发了一种侵入性较小的设备,也就是将裹在黏性材料中的石墨烯传感器“纹”在手腕皮肤,基本上舒适无感可长时间佩戴,且不会四处晃动。

  测试实验结果表明,石墨烯传感器能准确监测动脉血压连续超过300分钟,团队希望将该技术开发成电子纹身供患者长期佩戴,测量睡眠、运动、压力期间血压变化。过去已有其他电子纹身被设计于监测心脏病患者心脏、运动期间生命体征或神经退化患者的肌肉等。

  研究人员认为,无需压脉带的血压监测将是医学领域的“圣杯”。相关论文发布在《Nature Nanotechnology》期刊。

生物阻抗测量 (Bio-Z)具有通过电流的深度穿透来检测埋藏组织的能力,从而有助于直接从动脉对血流动力学参数进行强大的传感。自粘、低阻抗石墨烯电子纹身 (VET)放置的BP模型在一开始就确定,无需为每个电极放置重新校准模型,这里的石墨烯支持BP(Z-BP)技术不会受到电极错位或传感器移动的影响,也不需要骨骼的存在。

该研究还研究了实际的脉搏波形与血流动态和动脉容量之间的关系。总体趋势是,较高的血压会导致较高的动脉容量,从而降低生物阻抗。

为验证Z-BP方法,被试者通过锻炼运动以提高血压,再将手浸入冰水确保完成运动后血压同样缓慢下降,在约 3-4 分钟的休息时间后重复这一过程。结果表明,根据 IEEE 可穿戴血压测量设备标准,该产品性能可以归类为高的准确度水平。在皮肤观察中,没有出现皮肤刺激、损伤、过敏反应或发红。

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