Ученые из Инженерного колледжа Сеульского национального университета представили инновационное электронное устройство, обеспечивающее измерение артериального давления в реальном времени.
В отличие от традиционных тонометров, использующих манжеты для создания давления на конечность, новая разработка представляет собой миниатюрный, гибкий электронный пластырь, который легко фиксируется на теле и не доставляет дискомфорта. Он предназначен для использования в обычной жизни и позволяет осуществлять непрерывный мониторинг показателей.
Технология основана на одновременном анализе электрических и механических сигналов организма. Электрические сигналы распространяются по телу почти мгновенно: как только сердце сокращается, электрический импульс фиксируется устройством на запястье почти сразу. Механические сигналы, напротив, передаются медленнее: после сердечного сокращения требуется некоторое время, чтобы кожа деформировалась.
Разница во времени между этими сигналами напрямую отражает артериальное давление. Высокое давление ускоряет кровоток, уменьшая временной интервал, а низкое – увеличивает его.
Определение едва заметных изменений состояния кожи, связанных с кровообращением, представляет собой непростую задачу. В связи с этим, команда ученых создала электронное приспособление, которое комфортно фиксируется на поверхности кожи благодаря инновационному материалу – жидкому металлу. Этот сплав на основе галлия обладает всеми необходимыми свойствами для производства гибкой носимой электроники: он биосовместим, устойчив к повреждениям, не испаряется, эластичен и хорошо проводит электричество.
Для создания точного текстурированного рисунка, необходим непрерывного лазер с длиной волны 532 нм и мощностью 1 Вт для спекания. Во время воздействия лазером на металл высокая температура, возникающая при спекании, приводит к образованию кристаллического оксида бета-галлия. Эта бета-форма оксида галлия не позволяет жидкометаллическому проводнику, спеченному лазером, растекаться, ограничивая его распространение и предотвращая возможные короткие замыкания.
Первые исследования показали, что новая технология позволяет непрерывно проводить измерения давления более 24 часов. Кроме того, «пластыри» продемонстрировали высокую степень пригодности для многократного использования, не демонстрируя искажений рисунка или следов при прикреплении и отслоении на коже. Исследователи продолжают работать над тем, чтобы подобрать более мягкие и дышащие подложки, чтобы повысить комфорт при ношении устройства, а также долговечность в условиях окружающей среды, таких как потоотделение, дождь и другие.