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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
關鍵詞:智能繃帶

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

歐洲研究人員開發了一種支持RFID的智能繃帶,旨在根據濕度水平無線傳輸有關傷口愈合過程的數據,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研究人員開發,由濕度傳感材料、內置的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可以3D打印并內置到商業繃帶中的原型。研究人員還使用NFC技術測試了該系統,以便用戶可以使用智能手機來無線捕獲數據,而不需要專用的RFID閱讀器。

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

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智能繃帶

到目前為止,弗拉博尼說,“該小組已經開發了一系列具有不同層數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切口,燒傷的愈合過程需要一些水分,而手術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的傷口治療通常需要醫生和患者經歷拆開傷處進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,他們通常需要去醫生那兒檢查傷口。

因此,該研究小組致力于構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,以便下一個讀數可以反映當前的水分狀況。

智能繃帶系統基于對RFID閱讀器詢問的響應來監控阻抗變化。阻抗的變化取決于天線的干濕狀態。研究小組設計了該系統,以便根據阻抗的大小調整閱讀器的設置,以檢測適當的傳感器值,從而根據各種傷口實現最佳愈合。

弗拉博尼回憶說,開發該系統首先要選擇材料,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,同時兩根不銹鋼導電線縫合在導電涂層上,用作RFID天線。RFID芯片使用唯一ID號進行編碼,閱讀器在詢問時會傳輸該ID號。

弗拉博尼進一步解釋說,如果該技術可以直接打印在紗布上,則可以降低制造成本和對環境的影響。例如,將半導體芯片沉積到傳感器設備中的標準制造過程,以及所使用的化學品和能源,都可以取消。

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在典型應用中,醫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置。這樣,可以針對每個患者的不同需要,設置相應的閾值,超過閾值就向醫生發送警報。

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

弗拉博尼說,雖然市面上已經有一些RFID系統可以檢測特定應用中的濕度水平,例如監測醫院環境中的尿布和檢測汽車系統中的泄漏,但智能繃帶的設計更加靈敏,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建到商業繃帶中,以提供傷口愈合管理。預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,將產品推向商業市場。

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