Các nhà nghiên cứu xác định vị trí tối ưu của các điện cực băng tay

Các nhà nghiên cứu xác định vị trí tối ưu của các điện cực băng đeo tay

Các nhà nghiên cứu đã tiến một bước trong việc phát triển một loại băng đeo tay mới có thể theo dõi hoạt động điện của tim mà không cần sử dụng dây hoặc gel cồng kềnh dính vào da.

Cụ thể, các nhà nghiên cứu đã xác định vị trí lý tưởng của ba điện cực trong thiết kế băng đeo tay và thiết kế cần phải chặt đến mức nào để phát hiện tốt nhất các tín hiệu điện từ tim.

Phát hiện này là nỗ lực mới nhất trong nỗ lực của nhiều tổ chức nhằm phát triển một chiếc băng đeo tay đo điện tâm đồ, hoặc ECG, các giá trị có thể được sử dụng để theo dõi nhịp tim thông qua dây dẫn ECG. Cuối cùng, các nhà nghiên cứu đã hình dung ra một thiết bị có thể đeo vòng tay suốt cả ngày. Năng lượng từ nhiệt độ cơ thể hoặc tập thể dục sẽ cung cấp năng lượng cho thiết bị.

"Nghiên cứu này là bước đầu tiên trong việc xác định tất cả các bộ phận cấu thành của băng đeo tay để biến nó thành hiện thực", tác giả chính Braden M. Li, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Trường Dệt may Wilson của Bang NC, cho biết. "Chúng tôi đã xác định được các vị trí điện cực lý tưởng để thu tín hiệu tim và nhận thấy ảnh hưởng của áp lực băng tay đối với chất lượng điện tâm đồ."

Các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu vị trí đặt điện cực ở nhiều vị trí khác nhau trên cánh tay trái của tình nguyện viên để xác định vị trí tối ưu của ba điện cực được sử dụng để theo dõi hoạt động điện của tim. Họ đã xác định vị trí tốt nhất của các điện cực từ 50 cách kết hợp khác nhau.

Các điện cực thường "ướt" hoặc được sử dụng với chất gel trong các thiết bị điện tâm đồ, vì vậy các nhà nghiên cứu đang thiết kế một thiết bị sử dụng các điện cực khô, có tiềm năng trở thành một phần của thiết bị đeo có thể sử dụng trong thời gian dài. Họ cũng đo áp suất và tín hiệu tim trên ba kích cỡ khác nhau của dây đeo cổ tay để xem chúng được đeo chặt như thế nào.

Tác giả chính Jesse S. Jur, giáo sư kỹ thuật dệt may, hóa học và khoa học cho biết: “Nếu không có đủ áp lực lên dây đeo cổ tay, thì chúng tôi sẽ không thể có được chất lượng dữ liệu như mong muốn”.

Để tạo nguyên mẫu cho chiếc băng tay, các nhà nghiên cứu đã in các điện cực lên một màng nhựa bằng phương pháp in lụa đã được phát hiện trong phòng thí nghiệm của Jur. Sau đó, họ làm nóng và ép các điện cực lên vải polyester và vải thun.

M.Li cho biết: “In lụa là một quy trình rất truyền thống trong sản xuất hàng dệt may. "Chúng tôi hy vọng sẽ tìm ra một cách có thể dễ dàng chuyển thành quy trình sản xuất hàng dệt may."

Công trình này là một phần trong nỗ lực nghiên cứu đa tổ chức do Quỹ khoa học quốc gia tài trợ và được thực hiện bởi Trung tâm hệ thống tự cấp nguồn tiên tiến cho cảm biến và công nghệ tích hợp (ASSIST) dựa trên nghiên cứu kỹ thuật. Các nhà nghiên cứu tại trung tâm đang làm việc để phát triển các thiết bị đeo được có thể cung cấp năng lượng bằng năng lượng nhiệt hoặc cơ học của chính cơ thể. Đối với băng đeo tay, họ đang tìm cách thu được tín hiệu tim tốt nhất với ít năng lượng nhất.

Các nhà nghiên cứu đã thiết kế chiếc băng đeo tay với ba điện cực thay vì 12 để người đeo có thể cung cấp năng lượng cho nó. Trong khi tăng số lượng dây thu nhận tín hiệu điện của tim chính xác hơn, họ đang nghiên cứu một thiết kế mà bất kỳ ai ở mọi kích cỡ đều có thể dễ dàng đeo.

Jur nói: “Một phần mục tiêu của trung tâm ASSIST là thiết kế các thiết bị điện tử đeo được tự cung cấp năng lượng. "Chúng tôi đã cân bằng năng lượng cần thiết cho các hệ thống cảm biến, xử lý dữ liệu và liên lạc để phù hợp với năng lượng mà bạn có thể nhận được từ cơ thể mình."

Nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí Cảm biến IEEE. Quỹ khoa học quốc gia đã tài trợ cho công trình này.