پژوهشگران یک پچ پوستی نازک که برای کشش و حرکت پوست محدودیتی ایجاد نمی‌کند ارائه کردند. این پچ پوستی برای نظارت بر سلامتی طراحی شده است و اطلاعات بالینی کاربر را بی‌درنگ و به صورت بی‌سیم به گوشی همراه یا رایانه ارسال می‌کند.
پچ‌های پوستی شبیه خالکوبی موقت به پوست می‌چسبند و ساختار میکروسیالی منحصر به فرد آن‌ها همراه با سیم‌های با ساختار شبیه به اریگامی به پچ پوستی اجازه می‌دهند که خم شود و برای کاربر و مدار الکترونیکی تعبیه شده محدودیتی ایجاد نکند.
پژوهشگران اعتقاد دارند که پچ‌های پوستی نسل بعدی فناوریهای پوشیدنی و دستگاه‌های نظارتی بالینی مانند آزمایش‌های EKG و EEG خواهند بود. سیم و پد و چسب نیازی نیست. آن‌ها اطلاعات بالینی مربوط به وضعیت سلامت را دقیق و علمی به رایانه یا گوشی ارسال می‌کنند. این پژوهش در مجله science منتشر شده است.
یانگانگ هیوانگ (Yonggang Huang) استاد مهندسی عمران و محیط زیست و مهندسی مکانیک دانشگاه نورت‌وسترن (Northwestern) می‌گوید: «این پچ‌ها برای ردیابی و سنجش ۲۴ ساعته و هر روزه سلامت کاربر طراحی شده‌اند بدون این‌که در کارهای روزمره کاربر تداخلی ایجاد کنند.»
پچ‌ها شبیه به پوست نرم و منعطف هستند و خاصیت کشسانی دارند و همراه با پوست حرکت می‌کنند. در هر لحظه پارامترهای نظارتی بسیاری سنجیده می‌شوند. این پچ می‌تواند به صورت بی‌سیم انرژی دریافت کند و توانایی ارسال داده‌های دقیق و کارآمد را به صورت بی‌درنگ به رایانه دارد.
پژوشگران این پچ پوستی را با دستگاه‌های قدیمی سنجش EKG و EEG دقیق مقایسه کردند و مشخص شد عملکرد پچ‌ها مانند حسگرهای قدیمی است در حالی که استفاده از آن برای افراد راحت‌تر است.
سنجش سلامت در وضعیت‌های طولانی‌مدت و در حالت خواب
دانشمندان در حال آزمایش این دستگاه روی بیماران بیمارستان در حالت خواب هستند عملکرد پچ‌ها در وضعیت‌های طولانی‌مدت نظارتی اهمیت دارد. بیمار باید بتواند به صورت طبیعی رفتار کند و یا برای بیماران با پوست نازک مانند نوزادان نارس کاربردی باشد.
جان راجرز (John A. Rogers) استاد علم مواد و مهندسی دانشگاه ایلینویز (Illinois) و یکی از نویسنده‌های این پژوهش نشان داد که مدار الکترونیکی پچ از مواد فوق‌العاده نازک و کوچک و قطعات با طراحی خاص ساخته شده است.
درحالی که عملکرد پچ‌ها بسیار مهم است توانایی تطبیق با قطعات مبتنی بر تراشه آماده نیز اهمیت دارد. چرا که قابلیت طراحی مهندسی با هزینه کم را فراهم می‌کند.
راجز می‌گوید: «قطعات اصلی سنجش ما هندسه مخصوصی دارند و بسیار نازک و با ساختاری ویژه هستند اما دستگاه‌های در اندازه تراشه و خازن و باتری و دیگر قطعات باید برای چنین بستری تنظیم شوند.»
سیم‌های با طرح اریگامی
تکمیل ساختار پچ طراحی شده با میکروسیال‌ها و اتصالات با طرح اریگامی بسیار ارزشمند است چرا که با قطعات مجزای تجاری موجود سازگاری دارد و پیشرفت کار را سرعت می‌بخشد و هزینه را کاهش می‌دهد و گزینه‌های کاربرد را در انواع دستگاه‌ها گسترش می‌دهد.
پژوهشگران به طراحی میکروسیال‌های نرم روی آوردند تا بتوان قطعات سخت و بزرگ را همراه با پچ نرم و دارای حالت کشسانی به کار برد. پچ از یک بسته پرشده از سیال ساخته شده و اجزای تراشه بر نقاط کوچک در جای خود معلق هستند. این قطعات به پچ متصل هستند و در عین حال به پچ اجازه کشش و حرکت می‌دهند.
یکی از برجسته‌ترین ویژگی‌های پچ، طراحی سیم‌های مارپیچ برای اتصال قطعات الکترونیکی مانند حسگرها و سلف‌های توان و غیره است. در طراحی سیم‌های مارپیچ از اریگامی استفاده شده است به گونه‌ای که پچ در هر زاویه‌ای خم شود یا کشش داشته باشد مشکلی ایجاد نمی‌شود.
راجرز توضیح می‌دهد: ابزارهای پوشیدنی از نوع پچ‌ها که بر پوست می‌چسبند در سنجش سلامت دقیق‌تر عمل می‌کنند و درحالی که وقتی با یک مچ‌بند میزان پارامترها ستجیده شود اطلاعات دقیق و قابل اعتماد نیستند.
مدارهای الکترونیکی با خاصیت کشسانی
حرکت‌های نسبی نویز جانبی زیادی ایجاد می‌کنند. با وجود پچ‌ها که می‌تواند به هر نقطه‌ای از پوست بچسبد مجموعه اطلاعات به‌دست آمده نسبت به مچ‌بندهایی که روی پوست نمی‌چسبند، کارآمدتر و دقیق‌تر خواهد بود.
پژوهشگران امیدوارند که این فناوری تنها برای سنجش سلامت به کار نرود بلکه برای شناسایی مشکلات بیمار قبل از وقوع آن نیز کاربردی باشد. به عنوان مثال نظارت بر اطلاعات مربوط به بیماری پارکینسون پیش از بروز بیماری.
هیوانگ می‌گوید: «کاربرد الکترونیک با قابلیت کشسانی در پزشکی بسیار حائز اهمیت است. اگر بتوان وضعیت سلامت را به طور پیوسته با پچ‌های کوچک و منعطف سنجید قادر خواهیم بود که شرایط بدن را قبل از تجربه درد و ناراحتی و بیماری دنبال کنیم.»
در زمینه نظارت بر علایم حیاتی بیشتر بخوانید
>> پچ پوشیدنی بدون باتری دریافت کننده علائم حیاتی
>> بررسی وضعیت سلامت با مچ‌بند سنجش عرق
منبع: Futurity
