防超薄生物基凝式可穿戴系统用于人工智能辅助的低温下心律失常诊断

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 可穿戴技术可穿戴技术
• 心血管健康 心血管健康

背景情况:

• 心血管疾病 (CAD) 死亡率在寒冷的温度下增加,需要可靠的监测.
• 现有的皮肤传感器由于耐性,透气性,灵活性,导电性和粘合性差,因此在寒冷环境中无法达到最佳性能.
• 稳定的心电图 (ECG) 监测对于早期CAD检测和治疗至关重要,特别是在具有挑战性的环境中.

研究的目的:

• 开发一种先进的生物离子凝,能够在零度以下的温度下可靠地工作,用于ECG监测.
• 为了克服当前可穿戴传感器在极寒条件下的局限性.
• 创建一个舒适的,高导电性和耐用的可穿戴传感器,用于持续的心血管健康评估.

主要方法:

• 使用一种新的溶剂交叉连接策略和现场转移方法,制造出超薄 (12.6微米) 的生物离子凝.
• 凝的配方,利用离子液溶剂和zwitterionic聚合物,抑制了低温结晶.
• 描述包括评估结点 (< -80 °C),机械性能 (软度,伸展性,粘附性,性) 和离子导电性 (10.06 mS cm−1).

主要成果:

• 开发的生物离子凝具有超低的结点 (<-80°C),并且在零度以下的温度下保持出色的性能.
• 凝表现出卓越的多功能性:类似组织的软度 (34.6 kPa),高离子导电性 (10.06 mS cm−1),优异的伸展性 (360%),强大的粘合力 (175.3 kPa) 和高的界面性 (1146 J m−2).
• 一个集成的可穿戴设备在寒冷条件下使用人工神经网络实现了高信号-噪声ECG采集和96.88%的心律失常检测准确度.

结论:

• 超薄,耐的生物离子凝为在极度寒冷的环境中可靠监测心血管疾病提供了有希望的解决方案.
• 开发的材料克服了现有的可穿戴传感器的关键局限性,提供舒适性,耐用性和高保真度信号采集.
• 这项技术在早期CAD诊断和预测方面具有显著的潜力,特别是在寒冷的气候和其他具有挑战性的条件下.