Pētnieki nosaka optimālu aproces elektrodu izvietojumu

Pētnieki nosaka optimālu aproces elektrodu izvietojumu

Pētnieki ir spēruši soli uz priekšu, izstrādājot jaunu rokas apsēju, kas var izsekot sirds elektriskajai aktivitātei, neizmantojot apjomīgus vadus vai želejas, kas pielīp pie ādas.

Konkrētāk, pētnieki noteica ideālo trīs elektrodu izvietojumu aproces dizainā un to, cik cieši jābūt konstrukcijai, lai vislabāk noteiktu elektriskos signālus no sirds.

Šis atklājums ir jaunākais vairāku institūciju centienos izstrādāt rokas saiti, kas mēra elektrokardiogrammas jeb EKG vērtības, ko var izmantot sirdsdarbības ātruma izsekošanai, izmantojot EKG vadus. Pētnieki galu galā paredzēja ierīci, kas visu dienu varētu valkāt rokas aproci. Ierīcei tiks nodrošināta enerģija no ķermeņa siltuma vai fiziskās slodzes.

"Šis pētījums ir pirmais solis, lai identificētu visas aproces sastāvdaļas, lai padarītu to par realitāti," sacīja vadošais autors Breidens M. Li, NC State's Wilson Textiles skolas doktorants. "Mēs noteicām ideālās elektrodu atrašanās vietas, lai savāktu sirds signālu, un konstatējām aproces spiediena ietekmi uz EKG kvalitāti."

Pētnieki pētīja elektrodu izvietojumu dažādās vietās uz brīvprātīgo kreisā augšdelma, lai noteiktu optimālo trīs elektrodu izvietojumu, ko izmanto sirds elektriskās aktivitātes izsekošanai. Viņi noteica labāko elektrodu izvietojumu no 50 dažādām kombinācijām.

Elektrodi bieži ir "slapji" vai tiek izmantoti kopā ar gēla vielu EKG ierīcēs, tāpēc pētnieki izstrādā ierīci, kas izmanto sausus elektrodus, kas var būt daļa no valkājamas ierīces, ko var izmantot ilgu laiku. Viņi arī mērīja spiedienu un sirds signālus uz trīs dažāda izmēra aproces, lai redzētu, cik cieši tās ir nēsātas.

"Ja aprocei nav pietiekami daudz spiediena, mēs nevarēsim iegūt tādas pašas kvalitātes datus, kādi mums ir nepieciešami," sacīja vadošais autors Džesijs S. Jurs, tekstiltehnikas, ķīmijas un zinātnes profesors.

Lai prototipu aproces, pētnieki izdrukāja elektrodus uz plastmasas plēves, izmantojot sietspiedes metodi, kas tika atklāta Jura laboratorijā. Pēc tam viņi uzsildīja un uzspieda elektrodus uz poliestera un spandeksa audumiem.

"Sietspiede ir ļoti tradicionāls tekstilizstrādājumu ražošanas process," sacīja M.Li. "Mēs ceram atrast veidu, ko var viegli pārvērst tekstilizstrādājumu ražošanas procesā."

Darbs ir daļa no daudzu institūciju pētniecības, ko finansē Nacionālais zinātnes fonds un ko veic Integrēto sensoru un tehnoloģiju uzlaboto pašenerģisko sistēmu centrs (ASSIST), pamatojoties uz inženiertehniskajiem pētījumiem. Centra pētnieki strādā, lai izstrādātu valkājamas ierīces, kuras var darbināt no paša ķermeņa siltuma vai mehāniskās enerģijas. Attiecībā uz aprocēm viņi meklē, kā iegūt vislabāko sirds signālu ar vismazāko enerģijas daudzumu.

Pētnieki izstrādāja aproces ar trim elektrodiem, nevis 12, lai lietotājs varētu to darbināt. Palielinot vadu skaitu, kas precīzāk uztver sirds elektriskos signālus, tie strādā pie tāda dizaina, ko jebkurš jebkura izmēra var viegli valkāt.

"Daļa no ASSIST centra mērķa ir izstrādāt pašpietiekamu valkājamu elektroniku," sacīja Jurs. "Mēs esam līdzsvarojuši sensoru sistēmām, datu apstrādei un sakariem nepieciešamo jaudu, lai atbilstu enerģijai, ko jūs, iespējams, saņemsit no ķermeņa."

Pētījums tika publicēts IEEE Sensors Journal. Nacionālais zinātnes fonds finansēja šo darbu.