开发用于面料基板的生命信号检测电极,使用高性能导电碳基墨水
K Chansaengsri1, B Tunhoo1, K Onlaor1
1Electronic and Control System for Nanodevices Laboratory, College of Materials Innovation and TechnologyKing Mongkut's Institute of Technology Ladkrabang Bangkok 10520 Thailand.
IEEE open journal of engineering in medicine and biology
|July 14, 2025
概括
这项研究开发了可穿戴生物电子设备的灵活碳基油墨. 这些墨水可以准确监测心电图和血压等生命体征,为先进的医疗保健解决方案铺平了道路.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物医学工程 生物医学工程
- 可穿戴技术可穿戴技术
背景情况:
- 将电生理学信号监测与可穿戴设备合并为未来的医疗保健提供了机会.
- 灵活的电子设备需要强大的导电材料,与织物基板兼容.
研究的目的:
- 开发和评估基于碳的印墨水,用于灵活的可穿戴生物电子设备.
- 评估这些油墨的电气和传感性能,以监测生命体征.
主要方法:
- 碳基油墨是通过将石墨复合材料与聚合物乳液混合而制成的.
- 墨水被印在柔性面料基板上,并经历了10,000个曲周期.
- 通过生物阻抗测量电气特性,心电图 (ECG) 信号与噪声比,以及非侵入性血压 (NIBP).
- 机器学习模型,特别是随机森林,应用于ECG数据进行性能评估.
主要成果:
- 碳基墨水在经过大量曲后显示出出色的电导和生命信号响应.
- 添加碳酸降低了板材电阻为11.61 Ω/,电阻为0.127 Ω.
- 获得了高信号噪声比 (31.02dB) 的心电图和准确的NIBP测量 (相关系数为0.799).
- 随机森林模型在心电图数据分析中获得了99.9%的优化F1得分.
结论:
- 碳幕印刷油墨为灵活的可穿戴生物电子设备提供了一个有希望的,可重复的,干燥处理的解决方案.
- 开发的材料可以实现非侵入性,高性能健康监测,并有可能广泛应用于医疗保健.
