科學家開發(fā)“生物共生設備”： 無需充電的3D打印定制可穿戴設備

來源:cnBeta.COM

用于監(jiān)測從步數(shù)到心率的可穿戴傳感器幾乎無處不在,。但是,，對于測量老年人虛弱的開始、及時診斷致命的疾病,、測試新藥的療效或跟蹤專業(yè)運動員的表現(xiàn)等情況,，需要醫(yī)療級的設備,。亞利桑那大學的工程師已經(jīng)開發(fā)了一種他們稱之為 “生物共生設備”的可穿戴設備，它有幾個前所未有的好處,。

這些設備不僅是定制3D打印的,，而且是基于穿戴者的身體掃描，而且它們可以使用無線電力傳輸和緊湊的能量存儲的組合連續(xù)運行,。由工程學院生物醫(yī)學工程副教授和Craig M. Berge學院研究員Philipp Gutruf領(lǐng)導的團隊周五在《科學進展》雜志上發(fā)表了其研究結(jié)果,。

該大學BIO5研究所的成員Gutruf說：“目前還沒有這樣的研究，我們引入了一個全新的概念,，即直接為一個人量身定制設備,，并使用無線電源鑄造，讓設備全天候運行而不需要充電,�,！�

定制的適合性使精確的監(jiān)測成為可能

目前的可穿戴傳感器面臨各種限制。例如,，智能手表需要充電,，而且由于其在手腕上的位置，它們只能收集有限的數(shù)據(jù),。通過使用佩戴者身體的三維掃描,，包括核磁共振、CT掃描,，甚至是精心組合的智能手機圖像,，Gutruf和他的團隊可以3D打印定制的設備，包裹在身體的各個部位,。專業(yè)化傳感器位置的能力使研究人員能夠測量他們無法測量的生理參數(shù),。

"例如，如果你想要持續(xù)接近核心體溫的東西,，你會想把傳感器放在腋窩里,。或者,，如果你想測量你的二頭肌在運動中的變形方式,，我們可以在設備中放置一個傳感器，可以完成這個任務,，"生物醫(yī)學工程專業(yè)的博士生,、論文第一作者塔克-斯圖爾特說。"由于我們制造設備并將其固定在身體上的方式,，我們能夠用它來收集傳統(tǒng)的、安裝在手腕上的可穿戴設備無法收集的數(shù)據(jù),。"

由于這些 “生物共生設備”是為佩戴者定制的,，它們也是高度敏感的,。Gutruf的團隊測試了該設備在一個人跳躍、在跑步機上行走和使用劃船機時監(jiān)測溫度和應變等參數(shù)的能力,。在劃船機測試中,，受試者佩戴了多個設備，對運動強度和肌肉變形的方式進行了細致的跟蹤,。這些設備足夠精確,，可以檢測到走完一段樓梯所引起的體溫變化。

Gutruf和他的團隊并不是第一個將可穿戴設備用于跟蹤健康和身體功能的人,。然而,，目前的可穿戴設備并不具備連續(xù)跟蹤指標的能力，也沒有足夠的精度來做出有醫(yī)學意義的結(jié)論,。

研究人員使用的一些可穿戴設備是貼在皮膚上的貼片,，但是當皮膚經(jīng)過正常的脫落過程，或者有時當受試者出汗時,，它們就會脫落,。即使是臨床上使用的高度精密的可穿戴設備，如心電圖儀,，也面臨這些問題,。此外，它們不是無線的,，這嚴重限制了移動性,。如果病人被拴在笨重的外部設備上，他們就無法進行正常的日�,；顒�,。