研究人員發明了一種防水、不含凝膠的心電圖電極
長期心電圖監測對於診斷異常心律、心臟病發作和心絞痛至關重要。但是,在醫院或診所做過心電圖的人都知道,12 個冰冷黏滑的凝膠塗層電極貼在胸口是多麼噁心。現在,皇家墨爾本理工大學(RMIT University)的研究人員開發了可穿戴的超薄、輕巧、無凝膠心電圖電極,可以提供連續的心臟監測,而且不會出現濕電極常見的問題。
研究人員開發出一種超薄、防水、不含凝膠的心電圖電極用於連續心臟監測,與市場上現有的設備相比,這種電極更舒適,對皮膚的刺激更小,同時還能精確測量心臟的電活動。
這項研究的通訊作者之一馬杜-巴斯卡蘭(Madhu Bhaskaran)說:”市售的可穿戴心電圖設備通常笨重,有12個’濕’電極連接病人和設備,而皇家墨爾本理工大學的發明可以放在手掌中。濕電極很不舒服,時間長了會變乾,而且已知會引起皮膚過敏。皇家墨爾本理工大學的設備能有效捕捉心臟活動,無論使用者是在休息還是在經歷壓力。 “
研究人員選擇使用金作為乾電極的材料,因為金具有化學惰性、高導電性和生物相容性。在電極中加入金薄膜使其重量更輕,表面積與體積比更大,有助於有效擷取心電訊號。在嘗試了幾種形狀後,他們最終選擇了六邊形設計;這種設計能很好地貼合皮膚的弧度,並能更準確地捕捉心電訊號。
心電圖設備的藝術效果圖,顯示了包括敷料、藍牙模組和乾電極在內的各個層次。
與其他通常重達數百克的可穿戴心電圖監視器相比,該設備僅重10 克(0.3 盎司)。典型的心電圖需要12 個電極,而研究人員發現,只需要3 個奈米級的薄電極就能有效監測人的心臟。與傳統的12 導程心電圖相比,乾電極的精確度不相上下。
研究的第一作者和通訊作者彼得-埃蘭戈(Peter Elango)說:”乾電極的寬度不到人的頭髮絲的十分之一,對使用者的心臟信號高度敏感。”
電極是無線的,可透過藍牙連接到心電圖機。而且它們可以放置在通常不會放置的部位,例如後頸部,雖然不尋常,但也有好處。
Elango 說:「該裝置即使安裝在人的頸部後,也能捕捉到心電訊號,非常適合老年護理領域的病人,包括可能會將其從胸前取下的癡呆症患者。這種電極還具有疏水性,這意味著它們不會被弄濕,因此用戶可以在游泳和淋浴等水中活動時佩戴該設備,這與其他心電監測儀不同。”
根據研究人員的設想,他們的穿戴式乾電極可用於遠距醫療保健和非臥床護理環境,也可作為預防性醫療設備使用。除了作為獨立設備使用外,它們還有可能嵌入可穿戴織物,用於長期心臟監測。
這項研究發表在《AIP 應用物理評論》雜誌。