唧唧堂名校科研介绍2014-10-29 2:56 PM

可穿戴“皮肤”的3600个晶体能持续监测健康状况



自带3600个液晶的新型穿戴式医疗设备不仅能帮助你快速检测重要的心脏问题,还能提醒你一些小事,比如让你及时涂个润肤霜什么的。这种小型设备大约五厘米见方,可以直接放在皮肤上持续进行健康监测。这种无线技术在柔性基板上使用了数千个微小液晶来感应热量。当设备的颜色发生改变时,佩戴者就知道身体出状况了。

西北大学土木环境工程和机械工程教授Yonggang Huang表示,这种舒适的设备就像皮肤一样还薄到看不见。他和同事在人体手腕上对这种装置进行了测试,并表示这种前所未有的便携式设备能以非入侵方式检测皮肤干燥程度,一经推出肯定备受化妆品公司青睐。这项研究已经证明了这种设备的技术和它与基础医学的关联性,但在投入使用前仍需要进行进一步测试。研究详情已发表在《Nature Communications》杂志上。

研究合著者兼土木环境工程研究助理教授Yihui Zhang表示,这种设备会贴合皮肤一起伸缩扭曲,非常实用。


3600个温度点

这种技术利用皮肤表面的瞬时温度变化来确定血液流率,这与心血管健康和皮肤水化水平直接相关。 (当皮肤脱水时,热导率特性将随之发生变化)。该装置由3600个液晶阵列构成,每片半毫米见方,紧密排列在又薄又软的弹性基质上。晶体感知到温度后会改变颜色,而紧密阵列会提供设备表面温度分布状况的快照,所得温度数据通过算法则会被转换生成准确的健康报告,整个发生过程不过30秒。

论文通讯作者兼伊利诺伊大学材料科学与工程教授John A. Rogers表示,这些结果提供了“表皮”光子传感器的首例。这项技术在电子设备可能性外显著扩展了皮肤穿戴型设备的功能范围。

这种具有3600个液晶光子器件带有3600个温度点,这保证了亚毫米级的空间分辨率,完全可与当前应用在医院中的红外技术相媲美。 红外技术很昂贵且受限于临床和实验室环境中,而这种新型器件却便携低廉。此外这种设备还带有可利用空气中电磁波充电的无线加热系统,这种系统能够确定皮肤的热性能。


英文报道:

3,600 CRYSTALS IN WEARABLE ‘SKIN’ MONITOR HEALTH 24/7


论文原文:

对皮肤温度和热传输特性定量成像的表皮光子器件, 2014年9月19日发表于《Scientific American》

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