Table of Contents
מבוא ל- Skin-Adhesive Sensors
חיישני עור-דזה מייצגים קפיצת שינוי בטכנולוגיית בריאות לביש.בניגוד לתיקונים קשיחים או צגים פסים, מכשירים אלה מתאימים באופן אינטימי אל פני השטח של העור, המאפשרים לכידת רציפה ובלתי-אימפולסיבית של אותות פיזיולוגיים.הגמישות שלהם והתאמה ביולוגית מאפשרים לנושאים ללבוש אותם במשך ימים או אפילו שבועות ללא אי נוחות משמעותית, פתיחת גבולות חדשים ברפואה מותאמים אישית, מדע, ומחקר ארוך טווח על ידי חיישנים מתקדמים, אשר אינם מתאימים לאלקטרוניקה, אשר אינם מתאימים לטכנולוגיות, אלא חומרים אלה, אלא אלקטרוניקה, אשר אינם מתאימים לטכנולוגיות מתקדמות, אלא אלקטרוניקה, אלא לטווח ארוך, ויישומים מתקדמים, אשר אינם מתקדמים, אשר אינם מתאימים לאלקטרוניקה, אלא לטכנולוגיות, אלא אלקטרוניקה, אלא רק לטווח ארוך, אשר אינם מתאימים, אלא גם שבועות, אלא גם שבועות, אלא חומרים מתקדמים, אלא אלקטרוניקה, אשר אינם מתקדמים, אשר אינם מתאימים לטכנולוגיות, אלא לטווח ארוך, אשר אינם מתאימים לטכנולוגיות וירטואליות, אשר נמצאים בטווח הארוך, אלא אלקטרוניקה, אשר נמצאים בטווח הארוך, אלא לטווח ארוך, אלא חיישנים מתקדמים, אשר נמצאים בטווח הארוך, אלא גם שבועות, אשר נמצאים בטווח הארוך, אשר אינם מסוגלים לטכנולוגיות וירטואליות, אשר נמצאים בטווח הארוך, אשר אינם מתאימים לטכנולוגיות וירטואליות
העיקרון הבסיסי מאחורי חיישנים העור-עדישיבי הוא פשוט: הם לדבוק ישירות לאפרדרמיס, שמירה על מגע נאמנות גבוהה ללא צורך בג'לים, קלטות, או דיור רב-ממדיים. ממשק אינטימי זה ממזער חפצים תנועה ורעש אות, אשר הם בעיות נפוצות עם מכשירים מסורתיים לביים. במהלך העשור האחרון, התקדמות משמעותית באלקטרוניקה מתוחה, דביקות, וסימנים נמוכים של עיצוב, כמו גם טמפרטורות גבוהות, אפילו דביקות דם, הם, הם משתמשים.
התקדמות טכנולוגית חשובה
חידושים חומריים
הלב של כל חיישן עור-עד-עד-עור הוא סרט תת-קרקעי ומצמרן - החומרים שנוגעים בעור והגנת האלקטרוניקה.טיפוסים מוקדמים הסתמך על סרטים פולימידיים או PET, אשר מוגבלים נוחות וסיפקו גירוי עור.העיצובים המודרניים נעים אפילו על ברכיים משותפים של FU1 (RUSSTOSTTRASTTRASTTRASTTRASTFLT:1), כגון פוליידי methylsilane (PD), חום-Furelin) ו-R (MS) 204-FORS) , , , , , , TERRINE TERR (RINE TERSERSTEROSTATSTERSTERSTERSTEROSTEROSTEROSTERESTLLL) TERRICMASERESTERST TERR (RICLLERESTLLERESTERESTEROSTEROSTERSTERSTLLSTLLEROSTERSTERST TERSEROSTEROSTLLSEROST , , TERSER TERRICER TERRICER TERRICLLST
(הקדמה גדולה נוספת היא השימוש בתכונות מכניות ודבקות של רקמות טבעיות:0) ניתן להנדס את הטבע (FLT) 1 - רשתות פולימרים עשירות מים המחקות את התכונות המכאניות וההדבקות של הרקמות הטבעיות.
בנוסף תת-סטריטים רכים, חומרים פאסיביים:0 (חומרים פעילים) , כגון צינורות פחמן, גרפן, ופולימרים מוליכים מודפסים או מופקדים על הגב הגמיש כדי ליצור אלקטרודות, חיבורים, ואלמנטים רגישים.חומרים אלה משלבים מוליכות חשמלית גבוהה עם גמישות מכנית, המאפשרת חיישנים שיכולים לזהות שינויים זעירים בהתנגדות, קיבול או מתח, לדוגמה, אותות ניקוי גרף, תוך כדי לחץ דם.
טכנולוגיה חכמה
אדהידה היא חרב כפולה: זה חייב להיות חזק מספיק כדי להחזיק את החיישן במקום במשך ימים, אך עדין מספיק כדי למנוע טראומה בעור על הסרת קלטות רפואיות ארעי לעתים קרובות לעזוב שאריות ולגרום לגירוי, במיוחד באוכלוסיות רגישות כמו ניאו מולדים ודור הבא של דבקים לא מתאימים עם FLT:0bio-ined השראה microstructuresFal מנקה את ההשפעות של צינורות דם גבוה, ללא ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
גישה נוספת היא (FLT:0) דביקות רגישות (PSAs)Fua1LT) המבוססת על סיליקון או כימאים קדמוניים שניתן לנסח כדי לקבל כוח קליפה טוטלי (Tineble Cloles) על ידי שליטה בדחיסות crosslinksive והוספת חומרים מפלסטיקנים, יצרנים יכולים ליצור דבקים דבקים כי דבקים בחוזקה על עור יבש ומעט לחות, אך בקלות עם מים חמים או מושכים עדינים.
ללבוש ארוך טווח דורש גם דבקים לטפל זיעה, bum, מחזורי גמישים חוזרים. ניסוחים מתקדמים לשלב FLT:0hydrophobic פולימרים FLT:1 כי דוח לחות תוך שמירה על tck. כמה חיישנים משתמשים aFLT:2-layer שכבות adhesive אדריכלות FLT 3:: שכבה פנימית רכות, גבוהה, כי מגעים עם עור חזק יותר, כדי למנוע את הלחץ הקליני הזה, 000.
מינימום ואינטגרציה
המגמה לעבר חיישנים קטנים יותר, קלים יותר מונעת על ידי התקדמות באריזות שבב ולוחות מעגלים מודפסים גמישים (FPCBs) חיישנים מסחריים-adhesive עור-adhesive עכשיו לשלב מיקרובקר, רדיו Bluetooth Low Energy (BLE) וחיישנים מרובים לתוך חבילה קטנה יותר מאשר חותמת דואר אלקטרוני:0 System-in-in-package (SiP) LTFirdemtrated טכנולוגיה חדשה מת בתוך קיבולת יחידה, בעוד שריקה של חיישן יחיד, עשויה להכיל רקמת, כולל חיישן יחיד, כולל חיישן יחיד, כולל חיישן יחיד, כולל חיישן יחיד, כולל חיישן יחיד, כולל חיישן יחיד, כולל חיישן יחיד, כולל חיישן יחיד, כולל חיישן יחיד, כולל חיישן יחיד, כולל חיישן יחיד, כולל חיישן יחיד, כולל של תקן מופעל, כולל חיישן CLTG.
(התחילה) היא גבול מתפתח (FLT:0thermoelectric גנרטורsFLT:1 אשר ממיר חום גוף לחשמל, ו-FLT:2triboelectric nanogeneratorsFLT:3 שלוכד אנרגיה מתנועה, משולבים לתוך חית החיישן של מקורות אנרגיה אלה יכולים להאריך את חיי הסוללה או אפילו לחסל את הצורך סוללות, מה שהופך את התקני באמת-עצמים-מוכיחים ב-MIT-Fergate אנרגיה.
קישוריות Wireless
(העברה של נתונים אמינה היא קריטית עבור ניטור לטווח ארוך; רוב החיישנים העור-עדיביים משתמשים ב-FLT:0) Bluetooth Low Energy (BLE) (BLE) 1 עבור צריכת החשמל הנמוכה שלה והתאמה עם טלפונים חכמים.Newer מכשירים מאמצים את רמות התקשורת של 1FLT (NFC)Fillo 3 עבור נתונים פסיביים - חיישן מופעל על ידי טווח ה-NValdows (N) של 1D) של התחממות לטווח ארוך יותר עבור LT (NV) ו-Flower (NVal) LT) LT5L) סוללת אבטחה גבוהה יותר עבור LT (NValdow) LT5 (NV).
אבטחה ופרטיות הן עיקריות בעת העברת נתונים אישיים לבריאות.חיישנים מודרניים ליישם את ההצפנה ברמה גבוהה (FLT:0) ,FLT:1 באמצעות AES-128 או אלגוריתמים דומים, יחד עם פרוטוקולים זוגיים המונעים גישה בלתי מורשית. מכשירים רבים עכשיו תכונה (FLT:2on-device עיבוד FLT 3: 3 - הפעלת מודלים למידה מכונה ישירות על המיקרובקר של חיישן - כך שהם רק אותות גולמיים, ולא נשמרים על פני רוחב פסים.
תגיות: Skin-Adhesive Sensors
בריאות ובדיקות קליניות
ההשפעה המיידית ביותר היא בבתי חולים ויחידות טיפול אינטנסיביות.חיישנים העור-אדמותיים מחליפים טלמטים חוטפים עבור ניטור לב מתמשך במחלקות ויחידות טיפול אינטנסיביות.הם מספקים FLT:0 בזמן אמת זוועות (arrhythmias) לגילוי חיישנים מוקדמים, מעקב אחר קצב הלב (HRV) והופעתו של fibrillation ללא tetherding חולים מוקדם כדי לפקח על דלקת, כגון סימנים דלקתיים, מחלות דלקתיות.
בטיפול ניאונטלי, השבריריות של תינוקות מוקדמים דורשות חיישנים עדינים מאוד. Hydrogel מבוסס אלקטרודותFLT:1 משמש כעת לפקח על הנשימה ואת קצב הלב ללא הדבקים הקשים של עומס אלקטרודות מסורתיות. A ניסויים קליניים אחרונים באוניברסיטת סטנפורד הראו כי חיישנים טיפוליים מופחתים על ידי 70% לעומת דבקים קונבנציונליים אלקטרו-פולנסים ב NVIC: גם כן, כמו כן, כלומר, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 טיפול אלקטרוני, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 טיפול אלקטרונים, 000, 000, 000, 000, 000 טיפול קליני טיפול אלקטרונים, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000,
ספורט מדע ואופטימיזציה ביצועים
ספורטאים תלויים יותר ויותר בחיישנים העור-אדמותיים עבור משוב פיזיולוגי קרוע במהלך אימון ותחרות.FLT:0EMG ⁇ FLT:1 להציב על קבוצות שרירים מפתח למדוד פעילות חשמלית, עוזר מאמנים לזהות עייפות וטכניקה אופטימיזציה.FLT:2 יחידות מדידה יזום (IMUs)FLT 3 משולב לתוך מסלולים וסיבוב, ניתוח מדויק של תבניות שחייה, או ירידה בלחץ.
קבוצות ספורט מקצועיות משתמשות בנתונים מחיישנים אלה כדי למנוע פציעות יתר.על ידי שילוב קצב הלב, HRV, ומדיקות איכות השינה שנאספו מתיקון חזה דבק, מאמנים יכולים להתאים עומסי אימון מדי יום.האופי הקל, עמיד למים של חיישנים מודרניים מאפשר להם להיות משוחקים במהלך שחייה וספורטיבית גבוהה.
מחקר וביוטיקה
עבור מדענים הלומדים פיזיולוגיה אנושית בהגדרות טבעיות, חיישנים העור הם שינויי משחק.הם מאפשרים פיזיולוגיה:0ecological רגעיות הערכה FLT:1, איסוף נתונים באופן רציף בעוד נושאים הולכים על חייהם היומיומיים. חוקרי שינה משתמשים בתאים מרובים רגישים המדדירים EEG, תנועת עיניים, טונוס שרירים, וקצב לב כדי לסווג שלבים ללא כאבי ראש מוגזמים.
מחקרים סביבתיים בתחום הבריאות מעסיקים חיישנים דבקים כדי לפקח על החשיפה למזהמים, קרינת UV ורמות רעש לצד תגובות פיזיולוגיות.היכולת לקשור, למשל, טמפרטורת העור וקצב הלב עם מדדים איכותיים בזמן אמת מספקת תובנה חסרת תקדים לגבי האופן שבו הסביבה הבנויה משפיעה על הבריאות.הנתונים מפני חיישנים גמישים כבר שימשו כדי לאמת אלגוריתמים לזיהוי חום ומחקר השפעות של שינוי על טמפרטורות בסביבות מתווכים.
אתגרים וכיוונים עתידיים
איפור עור ארוך טווח
(למרות חידושים, גירוי העור נשאר מחסום.לכאורה מלכודות לחות, המוביל לדלקת מגע ומגע דרמטיטיס (Gatematitis) חוקרים מפתחים את FLT:0 ⁇ adhesivesFLT:1 המאפשר שידור vapor, מחקה את נשימת העור באופן הדרגתי.
סוללה חיים וניהול כוח
(הופנה מהדף חישה רציפה וסוללות אלחוטיות מתרוקנות במהירות, בעוד שתאים מטבע יכולים להימשך שבוע בעיצובים של מחזור נמוך, יישומים כמו ECG רציף עם זרימה בזמן אמת דורש יותר כוח.FLT:0Flexible סוללות קורא 1:1 מבוסס על מעבדים אוויריים, ליתיום-פוחיות, או כימאים מודפסים דקים הם שיפור, אך האנרגיה שלהם עדיין נותרת מאחורי קושחהור קשיח:
(התחילה של אנרגיה) מציעה פתרון ארוך טווח.FLT:0Flexible Solar CellsFLT:1FLT:0Flexible Sunתאים סולאריים ל- 1FLT:1FLT 1 יכול להשתלב לתוך הכתם כדי לטעון מחדש בשעות היום.FLT:2Piezoelectric קצירים (FLT 3) 3LT 3, 3, 000 קיבולת גוף הופכת לחשמלית, אך ורק בתנאי שימוש בלבוש פעיל, ללא יכולת הפעלה.
אבטחת מידע ופרטיות
נתוני בריאות רגישים מאוד, וההעברה האלחוטית יוצרת פרצות. הצפנה סופית עד הסוף של 1 ו-FLT:2בטוחה שבבים fLT:3 משולבים במודולים החיישן כדי להגן על נתונים במנוחה ובפלטפורמות ענן מצטברות נתונים כמו HIPAA ו-GDPR.
זמינות וקיימות
כמו חיישנים בעלי עור הופכים נפוצים יותר, פסולת אלקטרונית היא דאגה גוברת.המכשירים העתידיים עשויים להתבצע מ-FLT:0ly biodegradable MaterialsFLT:1 ; שפכים מבוססי Cellulose, סיביר, ופולי (חומצה פולי(lactic-co-glycolic) שימשו ליצירת אלקטרוניקה transient כי מתמוסס במים או בגוף החוקרים ב-Cremedexitationicial של אוניברסיטת לאחר מעקב יחידני זה נעשה שימוש בטמפרטורות חד-דלקתיים.
עוד שדרה קיימת היא (FLT:0) חיישנים הניתנים למחזור 1 (FLT:1 ), שבו ניתן להפריד את הרכיבים האלקטרוניים ולהשתמש בהם מחדש.עיצובים מודול אלקטרוניקה שמצלמים מודול אלקטרוניקה על בסיס חד-פעמי כבר בפיתוח מסחרי.זה מקטין את הפסולת ואת העלות, מה שהופך את הטכנולוגיה לנגישה להגדרות קוד נמוך.
שילוב עם בינה מלאכותית
העושר של נתונים מחיישנים העור-עד-על-ידי העור דורש ניתוח אינטליגנטי להמיר אותות גולמיים לתובנות ניתנות לפעולה.(FLT:0-device Machine LearningFLT:1 מתקדם במהירות, עם מיקרו-בקרים המסוגלים כעת להפעיל רשתות עצביות קלות משקל לגילוי בזמן אמת.לדוגמה, תיקון יכול לזהות את תחילתו של התקף או אירוע לב ושירותי חירום לפני שטופלו את התודעה של תאי אבטחה גדולים מאלפי אלגוריתמים מבוססי AI.
אחד מרגש הגבול הוא (FLT:0) תאומים דיגיטליים של 1FLT: מודלים וירטואליים של הפיזיולוגיה של אדם שמעודכנים ללא הרף על ידי נתוני חיישן העור-adhesive חיישן. תאומים אלה מאפשרים לרופאים לדמות תוצאות טיפול ולייעל את משטרי התרופות ללא הליכים פולשניים.כפי שכוח חישובי גדל ודיוק החיישן משתפר, השילוב של חיישנים גמישים ו- AI יהיה ככל הנראה אבן הפינה של תרופות מדויקים.
מסקנה
ההתקדמות בחיישנים גמישים, עור-עדיבי כבר עבר הרבה מעבר למעבדה, הצבת ניטור פיזיולוגי מתמשך, גבוה-נאמנות באופן ישיר על הגוף. פריצות דרך חומריות ב elastomers, הידרוג'ל, ו- bioinspired adhesivesive פתרו חיישנים מוקדמים בעיות נוחות וגמישות אלחוטיות הפכו את ההתאמות האלה לשימוש יומיומי, בעוד יישומים רפואיים, הם ממשיכים לפתח תובנות, אך ורק לאחר מכן, אך ורק את קצב בריאותי ראייה לטווח קצר.