可穿戴式心脏监测仪满足了改善医疗保健的所有要求

与市场上类似的心脏监测设备相比，新型紧凑、轻便、无凝胶且防水的心电图 (ECG) 传感器提供更高的舒适度和更少的皮肤刺激。

心电图通过提醒用户寻求医疗护理来帮助控制心血管疾病——这种疾病影响着大约 400 万澳大利亚人，每天导致 100 多人死亡。

由澳大利亚皇家墨尔本理工大学领导的团队制造了可穿戴心电图设备，可用于预防心血管疾病患者心脏病发作，包括在远程医疗保健和门诊护理环境中。大多数可穿戴心电图监测仪通常重几百克，但 RMIT 设备仅重 10 克。

最新研究发表在AIP应用物理评论上。

主要作者、皇家墨尔本理工大学博士学者 Peter Elango 表示，心脏病发作常常在没有任何预警的情况下发生，因为如果没有持续监测，很难发现信号。

“近一半心脏病发作的人意识到发生了什么，直到为时已晚，”埃兰戈说。

“我的梦想是一个可预防心脏病发作为零的世界。”

Elango 是最近在堪培拉澳大利亚 Shine Dome 举行的Falling Walls Lab Australia 2023 决赛中的前 10 名参赛者之一，他在会上介绍了心电图设备。

RMIT 已提交国际专利(PCT)申请，以保护该团队开发的心电图设备。

“皇家墨尔本理工大学正在探索将这项工作转化为商业产品的方法，我们正在与合作伙伴讨论潜在的许可机会，”Elango 说。

优化设计和舒适度

RMIT 健康互联传感器 ARC 中心副主任(研究)Madhu Bhaskaran 教授表示，该团队的重点是改进电极设计和材料，以提高性能和舒适度。

“市售的可穿戴心电图设备通常体积大、重，并且有 12 个‘湿’电极将患者连接到设备，而 RMIT 的发明可以放在手掌中，”Bhaskaran 说。

“该设备只有三个‘干’电极，薄得几乎看不见，甚至可以感知心脏遇险时最轻微的信号，而且还可以回收利用。”

湿电极含有导电凝胶以增强心脏信号，而干电极不需要这种凝胶即可有效工作。

“湿电极不舒服，随着时间的推移会变干，并且会引起皮肤刺激，”巴斯卡兰说。

该团队的实验测试了 RMIT 微型三电极心电图设备与市场上 12 电极可穿戴监视器的传感性能，证明了捕获心脏电活动的精确度相当。

“无论用户是在休息还是承受压力，RMIT 设备都能有效捕获心脏活动，”Bhaskaran 说。

启用持续监控

随着时间的推移记录的心电图数据有助于获得有关患者心脏活动的重要诊断信息。

Elango 表示，为了进行连续监测，干电极具有一些显着的优势。

“干电极优先考虑用户的舒适度，随着时间的推移保持耐用性并减少皮肤刺激的可能性，”Elango 说。

“电极也是疏水性的，这意味着它们不会被弄湿，因此用户可以在水中进行游泳和淋浴等活动时佩戴该设备，这与其他心电图监护仪不同。

“这些属性使它们成为连续监测的理想选择——这是可穿戴心电图设备的一个关键功能。”

经过大量实验，团队发现六边形设计是“制胜法宝”，因为与市场上其他可穿戴设备相比，它适合皮肤的曲线特性和积极的生活方式，并且更准确地捕获心电图信号。

“即使该设备安装在人的脖子后面，也可以捕获心电图信号，非常适合老年护理部门的患者，包括可能将其从胸部取出的痴呆症患者。”

但埃兰戈说，这不仅仅与设计美学有关。

“我们还深入研究了不同身体部位如何影响心电图测量的细节。这为增强传感器性能提供了宝贵的见解，”他说。

“干电极的宽度不到人类头发的十分之一，对用户的心脏信号高度敏感。”

对研究的支持

这项工作部分是在澳大利亚国家制造设施 (ANFF) 维多利亚节点的皇家墨尔本理工大学微纳米研究设施中进行的。该团队感谢合作研究中心项目和 ARC 研究中心对健康互联传感器的支持和资助。

皇家墨尔本理工大学与印度安纳马莱大学的 Sherly Elango 博士合作领导了这项研究。