用于兒童診斷和虛擬現(xiàn)實應(yīng)用的安全生物相容性傳感器

用于兒童診斷和虛擬現(xiàn)實應(yīng)用的安全，生物相容性傳感器哈佛大學(xué)開發(fā)了一種生物相容性傳感器，以幫助診斷患有潛在神經(jīng)運動和認(rèn)知障礙的兒童。研究人員一直致力于開發(fā)一種不那么突兀且對用戶更友好的醫(yī)療監(jiān)測設(shè)備，特別是對于使用笨重，不舒服的設(shè)備幾乎沒有耐心甚至過于敏感的兒童。

現(xiàn)在，包括哈佛大學(xué)團(tuán)隊在內(nèi)的研究人員開發(fā)出一種無毒可穿戴傳感器，專門用于監(jiān)測過早出生的兒童的神經(jīng)運動和認(rèn)知能力，以確保他們以正常速度發(fā)育。傳感器附著在手上，測量抓握力和手和手指的運動，并及時向研究人員發(fā)送數(shù)據(jù)。

傳感器 - 來自哈佛大學(xué)Wyss生物啟發(fā)工程研究所，哈佛John A. Paulson工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院(SEAS)，Beth Israel Deaconess醫(yī)學(xué)中心和波士頓兒童醫(yī)院的研究人員之間的合作也可以進(jìn)行一系列其他應(yīng)用研究人員在新聞發(fā)布會上表示，為了治療目的，以及用于虛擬現(xiàn)實應(yīng)用。

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軟傳感器連接到食指的頂部和尖端，以在執(zhí)行不同活動時檢測手指的運動，拉力和力，例如彎曲和伸展手指并拾取重物和盒子，幫助專業(yè)人員監(jiān)控這些運動。

“我們經(jīng)常看到早產(chǎn)兒或被診斷患有早期發(fā)育障礙的兒童皮膚非常敏感，”哈佛大學(xué)Wyss研究所副教授Eugene Goldfield解釋道。“通過堅持手指的頂部，這個設(shè)備可以提供準(zhǔn)確的信息，同時繞過孩子手的靈敏度。”Goldfield還是波士頓兒童醫(yī)院和哈佛醫(yī)學(xué)院行為科學(xué)項目的副教授。

研究人員表示，這種傳感器使用的是一種無毒，高導(dǎo)電性的液體，由碘化鉀和甘油 - 兩種生物相容性材料制成，用于食品消費 - 用于檢測和傳輸數(shù)據(jù)。

這個怎么運作

傳感器的工作原理是在短暫的混合時間后，甘油破壞碘化鉀的晶體結(jié)構(gòu)并形成鉀離子和碘離子，使液體導(dǎo)電。研究人員表示，由于甘油具有比水更低的蒸發(fā)速率和碘化鉀的溶解度，因此液體在一定溫度和濕度范圍內(nèi)都是穩(wěn)定的，并且具有高導(dǎo)電性。

“以前的生物相容性軟傳感器是使用氯化鈉 - 甘油溶液制成的，但這些溶液的電導(dǎo)率很低，這使得傳感器數(shù)據(jù)非常嘈雜，而且制備時間也需要大約10個小時，”SEAS的研究生Siyi Xu說。

她說，該團(tuán)隊的傳感器將時間縮短到約20分鐘，結(jié)果更準(zhǔn)確。“它的導(dǎo)電性比以前的生物相容性解決方案高四倍，導(dǎo)致數(shù)據(jù)更清晰，噪音更小，”徐說。研究人員在“高級功能材料”雜志上發(fā)表了一項描述其工作的研究。

該團(tuán)隊專門設(shè)計了傳感器，讓孩子們感到舒適。通常這種傳感器使用兒童可能不想穿的大手套;團(tuán)隊的設(shè)計位于手指頂部和指墊上。

他們說，使用這種傳感器，研究人員可以利用早期檢測來發(fā)現(xiàn)腦癱和其他神經(jīng)運動和認(rèn)知發(fā)育障礙的跡象，這些早產(chǎn)兒易患這些殘疾。

他們說，到目前為止，研究人員只測試了成人手上的傳感器，但計劃縮小設(shè)備，以便盡快與兒童一起測試。