چسب الهام گرفته از اختاپوس پوست را گرفته و با تغییر رنگ نبض را نشان می دهد

توسط آن اسلیپر میدلینگ، دانشگاه علم و صنعت نروژ

ویرایش شده توسط Sadie Harley، بررسی توسط Robert Egan

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

به نظر می رسد مانند یک تکه کوچک و شفاف با رنگین کمان روی سطح آن - یا برای کسانی که به اندازه کافی بزرگ هستند، پشت یک سی دی. این پچ اولین در نوع خود در جهان است و هنگامی که با یک دوربین گوشی هوشمند معمولی ترکیب می شود، می تواند دو چیز را اندازه گیری کند: نبض و سفتی رگ های خونی.

این اندازه گیری ها می تواند اطلاعات مهمی را در مورد سلامت قلب و عملکرد قلبی عروقی نشان دهد. پچ از لاستیک سیلیکون ساخته شده است. نیازی به وسایل الکترونیکی یا کابل نیست.

این کار در مجله Advanced Materials منتشر شده است.

Angelos Xomalis، دانشیار سیستم‌های الکترونیکی در NTNU می‌گوید: «ما می‌خواستیم یک دستگاه انعطاف‌پذیر و کم‌هزینه بسازیم. چیزی که آن را منحصربه‌فرد می‌کند این است که می‌توانیم به وضوح سیگنال از قلب روی پچ را با چشمان خود ببینیم.

یک طرف وصله دارای یک الگوی در مقیاس نانو است که با کشیده شدن ماده تغییر رنگ می دهد. از طرف دیگر، محققان یک ساختار چسب سه بعدی ایجاد کردند.

این ساختار از طبیعت الهام گرفته شده است - به ویژه فنجان های مکنده اختاپوس - به چسب اجازه می دهد تا محکم به پوست بچسبد.

هنگامی که امواج نبض از رگ‌های خونی باعث حرکت پوست می‌شود، پچ کشیده می‌شود. این منجر به تغییرات کوچک اما قابل اندازه گیری در رنگ سطح نانوساختار می شود.

تغییرات رنگ را می توان مستقیما با استفاده از هر دوربین (از جمله دوربین تلفن همراه استاندارد) بدون نیاز به طیف سنج، لیزر یا سایر تجهیزات تخصصی تشخیص داد.

این دستگاه ممکن است کمی شبیه یک ساعت هوشمند باشد که ضربان قلب را اندازه گیری می کند، اما فناوری استفاده شده متفاوت است. اگر نگاهی به پشت ساعت هوشمند بیندازید، چراغ های LED سبز رنگ را می بینید. این حسگرها بر روی پوست فشار داده می شوند تا تغییرات حجم خون را در طول زمان تشخیص دهند.

Xomalis می گوید: «یکی از اشکالات اندازه گیری ساعت های هوشمند این است که به شدت تحت تأثیر میزان رنگدانه در پوست قرار می گیرند.

نظارت نوری، همانطور که در ساعت‌های هوشمند دیده می‌شود، به سادگی روی پوست‌های تیره کارایی کمتری دارد.

Xomalis می گوید: "اندازه گیری های اپتیکال برای همه انواع پوست به یک اندازه دقیق نیستند. طبیعتا، این یک مسئله مهم در مورد خدمات عادلانه مراقبت های بهداشتی است."

با این حال، این چسب به جای جذب نور توسط پوست، به حرکات مکانیکی سطح پوست متکی است. این پچ علاوه بر اندازه گیری ضربان قلب، می تواند سفتی رگ های خونی را نیز اندازه گیری کند.

Torjus Lines Steffensen، یک محقق فوق دکترا در تصویربرداری پزشکی در NTNU می گوید: "ما می دانیم که رگ های خونی معمولا با افزایش سن سفت تر می شوند. با این حال، اگر زیاد ورزش کنید و سبک زندگی واقعا سالمی داشته باشید، می توانید سیستم عروقی نسبتا جوانی داشته باشید. با این حال، اگر سیگاری شدید، رگ های خونی شما ممکن است از نظر بیولوژیکی مسن تر به نظر برسند."

رگ‌های خونی سفت می‌توانند به انواع مختلف بیماری‌های قلبی عروقی کمک کنند. دریافت این نوع اطلاعات از حسگرهای نوری مورد استفاده در دستگاه هایی مانند ساعت های هوشمند دشوار است.

Steffensen می گوید: «به طور خلاصه، ما می توانیم اطلاعات بیشتری را با استفاده از پچ استخراج کنیم.

برای مثال، اندازه گیری سفتی رگ های خونی در حال حاضر به تجهیزات پیشرفته ای نیاز دارد که شامل الکترودهایی است که به پوست قفسه سینه، بازوها و پاها متصل هستند. اینها توسط سیم به دستگاه ECG متصل می شوند. بسیاری از بیماران احتمالا تجربه کرده اند که یک گیره درخشان به نوک انگشت خود برای اندازه گیری نبض و اشباع اکسیژن متصل شده است.

این تجهیزات پیشرفته ای است که در اورژانس ها، آمبولانس ها، کلینیک های مراقبت های اولیه یا بیمارستان ها یافت می شود.

Xomalis می گوید: "در نروژ، این کار به خوبی انجام می شود. با این حال، اگر در یک مکان دورافتاده در آفریقا یا سایر نقاط جهان هستید که ممکن است پرسنل پزشکی تخصصی و تجهیزات پیشرفته دور باشند، چالش پیش می آید."

با استفاده از این وصله، کارکنان مراقبت های بهداشتی اساسا فقط به یک گوشی هوشمند نیاز دارند، چیزی که تعداد زیادی از مردم در سراسر جهان از قبل دارند.

استفنسن می‌گوید: «کاری که ما اساسا انجام می‌دهیم این است که بسیاری از پیچیدگی‌های موجود در این سیستم‌های اندازه‌گیری و انتقال آن به گوشی هوشمند است.

محققان بر این باورند که این فناوری می تواند سرآغاز نسل جدیدی از سنسورهای سلامت پوشیدنی باشد که ارزان هستند، نیازی به منبع انرژی خارجی ندارند و استفاده از آنها آسان است. این پچ یک نوآوری از NTNU است و به طور کامل در NTNU طراحی، تولید و آزمایش شده است.

Torjus L. Steffensen و همکاران، نظارت بر قلب و عروق بدون مدار از طریق فیلم‌های نانوفوتونیکی با پوست قابل خواندن با گوشی هوشمند، مواد پیشرفته (2026). DOI: 10.1002/adma.74512

ارائه شده توسط دانشگاه علم و صنعت نروژ

کارشناسی علوم زیستی و اکولوژی. پیشینه آزمایشگاه میکروبیولوژی با تجربه اخبار دارویی در صنایع نفت، گاز و تجدیدپذیر. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →