新皮膚貼片變身可穿戴多合一健康監(jiān)視器 發(fā)表在《自然·生物醫(yī)學(xué)工程》

據(jù)最新一期《自然·生物醫(yī)學(xué)工程》報道，美國加州大學(xué)圣地亞哥分校的工程師開發(fā)了一種柔軟而有彈性的皮膚貼片，可將其戴在脖子上，以連續(xù)跟蹤血壓和心率，同時測量佩戴者的葡萄糖、乳酸、酒精或咖啡因含量。這是第一款可同時監(jiān)測人體中心血管信號和多種生化指標(biāo)的可穿戴設(shè)備。

研究人員表示，這種可穿戴設(shè)備對于有基礎(chǔ)疾病的人定期監(jiān)測自己的健康狀況非常有幫助。該設(shè)備可使患有高血壓和糖尿病的人受益，也可用于監(jiān)測敗血癥的發(fā)作，其特征是血壓突然下降，伴隨乳酸水平迅速升高。柔性皮膚貼片也將為重癥監(jiān)護(hù)病房的患者提供更方便的替代方法，減少各種監(jiān)護(hù)儀對患者的束縛。

該皮膚貼片的新穎之處在于采用了完全不同的傳感器，并將其融合在一個郵票大小的單個小平臺上。這種可穿戴設(shè)備可收集大量信息，并以非侵入性方式進(jìn)行，不會引起不適或干擾日常活動。研究人員表示，每個傳感器都提供有關(guān)物理或化學(xué)變化的單獨(dú)圖像，將其全部集成在一個可穿戴的貼片中，醫(yī)生就能將這些不同的圖像結(jié)合在一起，更全面地了解人體中發(fā)生的變化。

該貼片是可以適應(yīng)皮膚的彈性聚合物薄片，配備了一個血壓傳感器和兩個化學(xué)傳感器。其中一個化學(xué)傳感器用于測量汗液中的乳酸、咖啡因和酒精的水平，另一個用于測量組織液中葡萄糖的水平。

血壓傳感器位于貼片中心附近，由一組小型超聲換能器組成，這些超聲換能器通過導(dǎo)電墨水焊接到貼片上。施加在換能器上的電壓使它們將超聲波發(fā)送到體內(nèi)，當(dāng)超聲波從動脈反彈時，傳感器會檢測到回波并將信號轉(zhuǎn)換為血壓讀數(shù)。

化學(xué)傳感器是兩個電極，由導(dǎo)電油墨絲網(wǎng)印刷在貼片上。貼片的右側(cè)印有可檢測乳酸、咖啡因和酒精的電極。其工作原理是將一種稱為毛果蕓香堿的藥物釋放到皮膚中以誘導(dǎo)汗液并檢測汗液中的化學(xué)物質(zhì);另一個感應(yīng)葡萄糖的電極印在左側(cè)，其工作原理是使溫和的電流通過皮膚以釋放組織液并測量其中的葡萄糖。

研究團(tuán)隊目前正在開發(fā)該皮膚貼片的升級版，將包含更多的傳感器，允許監(jiān)測更多與疾病有關(guān)的其他生物標(biāo)志物，從而為這種設(shè)備增加更多的臨床價值。現(xiàn)有貼片需要將傳感器連接到電源和臺式機(jī)器以顯示其讀數(shù)，升級版的目標(biāo)是將所有這些內(nèi)容都放在貼片上，并實現(xiàn)完全的無線化。