银纳米线可穿戴传感器与医院“湿电极”精度相当

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来自北卡罗莱纳州立大学的研究人员开发了一种新的可穿戴传感器,它使用银纳米线来监测电生理信号,如心电图(EKG)或肌电图(EMG)。

据称,这种新型传感器与医院中使用的“湿电极”传感器一样准确,但可以用于长期监测,据报道,当病人移动时,它比现有的传感器更准确。

电生理信号的长期监测可用于跟踪患者的健康状况或协助医学研究,也可用于开发对患者肌肉信号作出反应的新型动力义肢。

医院使用的电生理传感器,如心电图,使用湿电极,依靠传感器和患者皮肤之间的电解凝胶来提高传感器接收身体电信号的能力。然而,这项技术给长期监测带来了问题,因为凝胶会干燥,这会引起皮肤刺激,使传感器不太准确。

根据NC State的说法,新的纳米线传感器在信号质量方面与湿式传感器相当,但它是一个“干式”电极,因为它没有使用凝胶层,所以不会产生与湿式传感器相同的问题。

“在过去的几年里,人们已经开发出了其他干电极,其中一些已经证明了与湿电极竞争的潜力,但我们的新电极的信号质量比大多数(如果不是全部的话)现有的干电极更好。”朱勇博士说,他是北卡罗来纳州立大学机械与航空航天工程副教授,也是一篇描述这项工作的论文的高级作者。“此外,我们的电极在机械上很坚固,因为纳米线镶嵌在聚合物中。”

这些传感器来自朱教授的研究早些时候用银纳米线制造高导电性和高弹性导体,并由一层纳米线在可拉伸聚合物中组成。

这种新型传感器在监测病人运动时的电生理信号方面也比现有技术更准确。

朱伟在一份声明中说,银纳米线传感器与患者皮肤贴合,产生了密切接触。“而且,由于纳米线非常灵活,即使患者移动,传感器也能保持密切接触。”纳米线还具有很高的导电性,这是高信号质量的关键。”

这种新型传感器还与标准的心电图和肌电图读取设备兼容。

他说,我认为这些传感器基本上已经可以投入使用了。“这种传感器的原材料在成本上与现有的湿式传感器相当,但我们仍在探索改进制造工艺的方法,以降低整体成本。”

该论文《用于电生理传感的可穿戴银纳米线干电极》于1月14日在线发表RSC进步。