衬衫上的传感器可以监测生命体征

麻省理工学院的研究人员已经开发出一种方法,将电子传感器整合到有弹性的织物中,这样他们就可以制造出衬衫或其他衣服,可以用来监测体温、呼吸和心率等生命体征。

嵌入传感器的衣服可以机洗,可以根据穿着者的身体进行定制。研究人员设想,这种感应可以用于监测生病的人,无论是在家里还是在医院,以及运动员或宇航员。

LG电子在麻省理工学院(MIT)媒体艺术与科学专业的职业发展助理教授加南•达格德伦(Canan Dagdeviren)表示:“我们可以在日常穿着的纺织品中嵌入任何商用电子部件或实验室定制电子产品,制造出符合要求的服装。”“这些都是可定制的,所以我们可以为任何需要一些身体数据的人做衣服,比如温度、呼吸频率等。”

Dagdeviren是《npg柔性电子》杂志上一篇描述这种新材料的论文的资深作者。麻省理工学院的研究生Irmandy Wicaksono是这项研究的主要作者。麻省理工学院的几个本科生也通过本科生研究机会项目对这项研究做出了贡献。

嵌入式传感器

其他研究小组已经开发出了薄的、类似皮肤的贴片,可以测量温度和其他生命体征,但这些都很脆弱,必须贴在皮肤上。在媒体实验室,Dagdeviren的整合解码器团队开始设计与我们平常穿的衣服更相似的衣服,使用的是一种有弹性的面料,里面有可移动的电子传感器。

“在我们的情况下,这种纺织品没有电功能。它只是我们服装的一个被动元素,因此你可以在日常活动中舒适、舒适地穿着它,”Dagdeviren说。“我们的主要目标是测量体温、呼吸、加速度等身体活动,这些都来自同一身体部位,不需要任何固定装置或胶带。”

电子传感器由长而柔软的带状物组成,这些带状物包裹在环氧树脂中,然后在织物中编织成狭窄的通道。这些通道有小的开口,允许传感器暴露在皮肤上。在这项研究中,研究人员设计了一件带有30个温度传感器和一个可以测量穿戴者的运动、心率和呼吸频率的加速计的原型衬衫。这种衣服可以将这些数据无线传输到智能手机上。

研究人员选择了他们的织物——一种聚酯混纺物——因为它的吸湿排汗性能和它对皮肤的顺应能力,类似于运动时穿的紧身衬衫。去年夏天,几名研究人员在中国深圳的一家工厂进行了大规模生产服装所用材料的实验。

“从外面看,它就像一件普通的t恤,但从里面,你可以看到电子部件接触到你的皮肤,”Dagdeviren说。“它会挤压你的身体,传感器的活动部分暴露在皮肤上。”

衣服可以嵌入传感器进行清洗,传感器也可以移除并转移到另一件衣服上。

远程监控

研究人员测试了穿着者在健身房锻炼时的原型衬衫,让他们监测体温、心率和呼吸频率的变化。由于传感器覆盖了人体很大的表面积,研究人员可以观察人体不同部位的温度变化,以及这些变化之间的相互关系。

Dagdeviren说,这些衬衫可以很容易地制作成不同尺寸,以适合不同年龄和体型的人。她计划开始开发其他类型的服装,如裤子,并正在努力将额外的传感器用于监测血氧水平和其他健康指标。

Dagdeviren说,这种感应技术可以用于个性化的远程医疗,医生可以在病人呆在家里的时候远程监控病人,或者在宇航员在太空的时候监控他们的健康状况。

“你不需要去看医生或打视频电话,”Dagdeviren说。“通过这种数据收集,我认为医生可以做出更好的评估,以更好的方式帮助他们的病人。”

这项研究是由麻省理工学院媒体实验室联盟和美国国家航空航天局太空健康种子转化研究所资助的。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:http://news.mit.edu/2020/sensors-monitor-vital-signs-0423

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