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智能繃帶通過RFID測量傷口愈合狀況

2021-12-20 14:57 RFID世界網(wǎng)
關(guān)鍵詞:智能繃帶

導(dǎo)讀:歐洲研究人員開發(fā)了一種支持RFID的智能繃帶,旨在根據(jù)濕度水平無線傳輸有關(guān)傷口愈合過程的數(shù)據(jù),從而減少去除患者敷料和物理檢查傷口的需要。

歐洲研究人員開發(fā)了一種支持RFID的智能繃帶,旨在根據(jù)濕度水平無線傳輸有關(guān)傷口愈合過程的數(shù)據(jù),從而減少去除患者敷料和物理檢查傷口的需要。

這種智能繃帶由意大利博洛尼亞大學(xué)研究人員開發(fā),由濕度傳感材料、內(nèi)置的UHF RFID芯片、編織在繃帶中的天線以及使用阻抗測量的現(xiàn)成RFID閱讀器組成,通過RFID傳輸,來確定濕度水平,從而獲悉傷口的健康狀況。

該研究小組正在開發(fā)可以3D打印并內(nèi)置到商業(yè)繃帶中的原型。研究人員還使用NFC技術(shù)測試了該系統(tǒng),以便用戶可以使用智能手機來無線捕獲數(shù)據(jù),而不需要專用的RFID閱讀器。

博洛尼亞大學(xué)物理學(xué)教授比阿特麗斯·弗拉博尼(Beatrice Fraboni)表示,從長遠(yuǎn)來看,研究小組希望與科技公司合作,將該解決方案商業(yè)化,并獲得批準(zhǔn)開始在真正的患者身上進(jìn)行測試。

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智能繃帶

到目前為止,弗拉博尼說,“該小組已經(jīng)開發(fā)了一系列具有不同層數(shù)和不同吸收特性的繃帶”,這可能會因人的具體傷口和愈合要求而異。例如燒傷愈合過程與手術(shù)切口,燒傷的愈合過程需要一些水分,而手術(shù)切口中的水分可能表明存在潛在的感染。

“我們的想法是,每種類型的傷口都可以有自己合適的敷料,”弗拉博尼解釋說,“從緩慢滲出的傷口到高度滲出的傷口?!眰鹘y(tǒng)的傷口治療通常需要醫(yī)生和患者經(jīng)歷拆開傷處進(jìn)行物理檢查的破壞性過程。而去除傷口處的敷料通常會撕裂愈合組織并造成二次損傷,而且這種檢查對于患者來說也可能很耗時,他們通常需要去醫(yī)生那兒檢查傷口。

因此,該研究小組致力于構(gòu)建一個包括無線智能紡織品的解決方案??噹в煞Q為聚(3,4-亞乙基二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸鹽 (PEDOT:PSS) 的柔性熱電材料制成,這種材料被絲網(wǎng)印刷在紗布上,可以用來識別濕度的變化。RFID芯片連接到兩根穿過織物的天線上。該小組的設(shè)計和工程工作包括采用一層材料,一旦檢測到水分,就可以吸收和去除液體,以便下一個讀數(shù)可以反映當(dāng)前的水分狀況。

智能繃帶系統(tǒng)基于對RFID閱讀器詢問的響應(yīng)來監(jiān)控阻抗變化。阻抗的變化取決于天線的干濕狀態(tài)。研究小組設(shè)計了該系統(tǒng),以便根據(jù)阻抗的大小調(diào)整閱讀器的設(shè)置,以檢測適當(dāng)?shù)膫鞲衅髦?,從而根?jù)各種傷口實現(xiàn)最佳愈合。

弗拉博尼回憶說,開發(fā)該系統(tǒng)首先要選擇材料,他們希望材料具有生物相容性、一次性且便宜。

而PEDOT:PSS能滿足這些要求,因為它可以絲網(wǎng)印刷到兩種不同類型的紗布上——人造紗布和PET紗布。這種材料降低了潛在的制造成本和與制造相關(guān)的能源需求,并以線的形式印刷在紗布的中間,同時兩根不銹鋼導(dǎo)電線縫合在導(dǎo)電涂層上,用作RFID天線。RFID芯片使用唯一ID號進(jìn)行編碼,閱讀器在詢問時會傳輸該ID號。

弗拉博尼進(jìn)一步解釋說,如果該技術(shù)可以直接打印在紗布上,則可以降低制造成本和對環(huán)境的影響。例如,將半導(dǎo)體芯片沉積到傳感器設(shè)備中的標(biāo)準(zhǔn)制造過程,以及所使用的化學(xué)品和能源,都可以取消。

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在典型應(yīng)用中,醫(yī)生可以將繃帶貼在患者的傷口上,然后患者回家時帶上租賃來的手持UHF RFID閱讀器,該閱讀器帶有特定于此傷口的固件和設(shè)置。這樣,可以針對每個患者的不同需要,設(shè)置相應(yīng)的閾值,超過閾值就向醫(yī)生發(fā)送警報。

患者按照指示,以特定的時間間隔(例如每八小時)詢問繃帶中內(nèi)置的RFID標(biāo)簽。數(shù)據(jù)將由閱讀器捕獲,并可以顯示在患者的設(shè)備屏幕上,同時還可以通過蜂窩連接傳輸給相關(guān)的醫(yī)生??噹У奈ㄒ籌D號與該患者以及基于阻抗的傳感器讀數(shù)相關(guān)聯(lián),這些可以為醫(yī)生提供信息,以表明該患者傷口是如何愈合的。

弗拉博尼說,雖然市面上已經(jīng)有一些RFID系統(tǒng)可以檢測特定應(yīng)用中的濕度水平,例如監(jiān)測醫(yī)院環(huán)境中的尿布和檢測汽車系統(tǒng)中的泄漏,但智能繃帶的設(shè)計更加靈敏,可以檢測5至20微升的濕度水平。

目前,研究人員正在研究原型。計劃是將濕度阻抗傳感器直接構(gòu)建到商業(yè)繃帶中,以提供傷口愈合管理。預(yù)計下一個原型將涉及到可以通過智能手機詢問的NFC版繃帶。研究人員希望與科技公司合作,將產(chǎn)品推向商業(yè)市場。