Výskumníci identifikujú optimálne umiestnenie elektród na rukávoch

Výskumníci identifikujú optimálne umiestnenie elektród na rukávoch

Výskumníci urobili krok vpred vo vývoji nového náramku, ktorý dokáže sledovať elektrickú aktivitu srdca bez použitia objemných drôtov alebo gélov, ktoré sa prilepia na kožu.

Výskumníci konkrétne určili ideálne umiestnenie troch elektród v dizajne náramku a ako tesný by mal byť dizajn, aby čo najlepšie detekoval elektrické signály zo srdca.

Tento objav je najnovším v multiinštitucionálnom úsilí vyvinúť pásku na ruku, ktorá meria hodnoty elektrokardiogramu alebo EKG, ktoré možno použiť na sledovanie srdcovej frekvencie pomocou zvodových drôtov EKG. Vedci si nakoniec predstavili zariadenie, ktoré by mohlo nosiť manžetu na ruku po celý deň. Energia z telesného tepla alebo cvičenia bude poháňať zariadenie.

"Táto štúdia je prvým krokom k identifikácii všetkých komponentov náramku, aby sa stal realitou," povedal hlavný autor Braden M. Li, doktorand na Wilson School of Textiles v NC State. "Identifikovali sme ideálne umiestnenie elektród na zber srdcového signálu a zistili sme vplyv tlaku v páse na rukáve na kvalitu EKG."

Výskumníci študovali umiestnenie elektród na rôznych miestach na ľavej hornej časti ramena dobrovoľníkov, aby určili optimálne umiestnenie troch elektród používaných na sledovanie elektrickej aktivity srdca. Z 50 rôznych kombinácií určili najlepšie umiestnenie elektród.

Elektródy sú často "mokré" alebo sa používajú s gélovou látkou v zariadeniach EKG, takže výskumníci navrhujú zariadenie, ktoré používa suché elektródy, ktoré majú potenciál byť súčasťou nositeľného zariadenia, ktoré možno používať dlhší čas. Tiež merali tlak a srdcové signály na troch rôznych veľkostiach náramkov, aby zistili, ako pevne boli nasadené.

„Ak na náramok nebude dostatočný tlak, nebudeme schopní získať rovnakú kvalitu údajov, akú potrebujeme,“ povedal hlavný autor Jesse S. Jur, profesor textilného inžinierstva, chémie a vedy.

Na prototypovanie náramku výskumníci vytlačili elektródy na plastovú fóliu pomocou metódy sieťotlače, ktorá bola objavená v Jurovom laboratóriu. Potom zahriali a pritlačili elektródy na polyesterové a spandexové tkaniny.

"Sieťotlač je veľmi tradičný proces výroby textilu," povedal M.Li. "Dúfame, že nájdeme spôsob, ktorý sa dá ľahko preniesť do procesu výroby textilu."

Práca je súčasťou multiinštitucionálneho výskumného úsilia financovaného Národnou vedeckou nadáciou a vedeného Centrom pokročilých samonapájacích systémov pre integrované senzory a technológie (ASSIST) na základe inžinierskeho výskumu. Výskumníci v centre pracujú na vývoji nositeľných zariadení, ktoré môžu byť poháňané vlastnou tepelnou alebo mechanickou energiou tela. V prípade náramkov hľadajú spôsob, ako získať najlepší srdcový signál s čo najmenším množstvom energie.

Výskumníci navrhli náramok s tromi elektródami namiesto 12, aby ho nositeľ mohol napájať. Zatiaľ čo zvyšujú počet drôtov, ktoré presnejšie zachytávajú elektrické signály srdca, pracujú na dizajne, ktorý môže ľahko nosiť ktokoľvek akejkoľvek veľkosti.

„Súčasťou cieľa centra ASSIST je navrhnúť nositeľnú elektroniku s vlastným napájaním,“ povedal Jur. "Vyvážili sme výkon potrebný pre senzorové systémy, spracovanie údajov a komunikáciu tak, aby zodpovedali energii, ktorú pravdepodobne dostanete zo svojho tela."

Výskum bol publikovaný v IEEE Sensors Journal. Túto prácu financovala Národná vedecká nadácia.