应变传感器为监测肺部疾病提供了可穿戴的解决方案

开发的应变传感器设备提供可穿戴的一次性呼吸监测解决方案,以帮助他们管理慢性肺病。

配对传感器通过测量应用区域的局部应变来跟踪佩戴者呼吸的速率和体积(图片来源:Josh Kim / UCI)

该设备由加州大学欧文分校的研究人员开发,旨在为患有哮喘和囊性纤维化的儿童或其他患有慢性呼吸道疾病的儿童提供持续的高保真数据。

价格低廉的传感器是由UCI生物医学工程师使用薄的塑料片材制作的,这些塑料片经过喷涂和拉伸,并且通过加热收缩。

传感器被放置在身体的两个位置 - 一个位于第九和第十个肋骨之间,另一个放置在腹部 – 贴片装置通过测量应用区域的局部应变来跟踪佩戴者呼吸的速率和体积。根据UCI的说法,在哮喘病例中收集到的信息有助于警告即将来临的突发病变。

“呼吸监测的当前护理标准是肺功能检查,这项检查通常难以执行,并且在提供患者呼吸系统健康的即时数据方面受到限制 - 这意味着有时可能会遗漏问题,”UCI研究生研究员Michael Chu说, 他是在生物医学工程和npj数字医学发表的创新论文的主要作者。 “我们的新型拉伸传感器可以让用户四处走动,不会影响他们的正常生活,同时收集有关肺部健康的重要信息。”

应变传感器装置通过将非常薄的金属层施加到塑料片上然后将其热收缩以产生波纹而制成。然后将薄膜转移到柔软,有弹性的材料 - 类似于小绷带 - 可以粘附到患者身上。来自嵌入式传感器的信号可以通过蓝牙传输,以显示在智能手机应用程序上。

应变传感器装置是在UCI生物医学工程教授Michelle Khine的实验室中开发的,他的小儿子现在正躺在新生儿重症监护病房,该病房与一系列提供氧气并监测其呼吸的机器相连。

“尽管他的整个身体都被传感器所覆盖,但医院工作人员可以得到的只是呼吸率的信息。如果你看着生命监视器,你看到的这个波形,似乎它们能检测[呼吸量],但它们不是,“Khine说。 “我的孩子只是躺在这个盒子里,我感到很无助。这已经是我无法亲自照看他的第八天了,这真是令人心碎 – 同时虽然看到这些数据线连接到他的身体,但却没有提供我们想要的所有信息,这也非常令人沮丧。

她说她儿子出生后在医院的那些日子更加激励她作为一名优秀的生物医学工程师:“我把他的一些照片发给了我的学生,我说:’我们必须能够做得比这个更好。”

到目前为止,Khine实验室的成员已经将这项新技术在健康受试者身上进行了测试,并且计划在未来几个月内对少数哮喘患者进行临床试验。

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