Los nuevos dispositivos tecnológicos están priorizando el seguimiento no invasivo de los signos vitales no solo para la monitorización del estado físico, sino también para la prevención de problemas de salud comunes como insuficiencia cardíaca, hipertensión y complicaciones relacionadas con el estrés, entre otros. Dispositivos portátiles basados en mecanismos de detección ópticaestán demostrando un enfoque invaluable para informar sobre el funcionamiento interno de nuestros cuerpos y han experimentado una gran penetración en el mercado de consumo en los últimos años. Las tecnologías portátiles actuales, basadas en componentes no flexibles, no ofrecen la precisión deseada y solo pueden monitorear un número limitadode signos vitales. Para abordar este problema, los sensores ópticos no invasivos conformes que pueden medir un conjunto más amplio de signos vitales se encuentran en la parte superior de la lista de deseos de los usuarios finales.
En un estudio reciente publicado en Avances científicos , los investigadores del ICFO han demostrado una nueva clase de dispositivos portátiles flexibles y transparentes que se adaptan a la piel y pueden proporcionar mediciones continuas y precisas de múltiples signos vitales humanos. Estos dispositivos pueden medir la frecuencia cardíaca, la frecuencia respiratoria y la oxigenación del pulso sanguíneo, comoasí como la exposición a la radiación UV del sol. Mientras el dispositivo mide los diferentes parámetros, la lectura se visualiza y almacena en una interfaz de teléfono móvil conectada al dispositivo portátil a través de Bluetooth. Además, el dispositivo puede funcionar sin batería ya quese carga de forma inalámbrica a través del teléfono.
"Fue muy importante para nosotros demostrar la amplia gama de aplicaciones potenciales para nuestra tecnología avanzada de detección de luz a través de la creación de varios prototipos, incluyendo el brazalete flexible y transparente, el parche de salud integrado en un teléfono móvil y el parche de monitoreo UVpara la exposición al sol. Han demostrado ser versátiles y eficientes debido a estas características únicas ", informa el Dr. Emre Ozan Polat, primer autor de esta publicación.
El brazalete fue fabricado de tal manera que se adapta a la superficie de la piel y proporciona una medición continua durante la actividad. El brazalete incorpora un sensor de luz flexible que puede registrar ópticamente el cambio en el volumen de los vasos sanguíneos, debido al ciclo cardíaco, yluego extraiga diferentes signos vitales como la frecuencia cardíaca, la frecuencia respiratoria y la oxigenación del pulso sanguíneo.
En segundo lugar, los investigadores informan sobre la integración de un parche de salud de grafeno en la pantalla de un teléfono móvil, que mide y muestra instantáneamente signos vitales en tiempo real cuando un usuario coloca un dedo en la pantalla. Una característica única de este prototipo es que elEl dispositivo utiliza la luz ambiental para funcionar, promoviendo un bajo consumo de energía en estos dispositivos portátiles integrados y, por lo tanto, permitiendo un monitoreo continuo de los marcadores de salud durante largos períodos de tiempo.
La avanzada tecnología de detección de luz del ICFO ha implementado dos tipos de nanomateriales: grafeno, un material altamente flexible y transparente hecho de una capa gruesa de átomos de carbono de un átomo, junto con una capa absorbente de luz hecha de puntos cuánticos. La tecnología demostrada trae una nuevaEl factor de forma y la libertad de diseño para el campo de los wearables, hacen que los dispositivos basados en puntos de grafeno-cuánticos sean una plataforma sólida para los desarrolladores de productos.aumentar la fidelidad y la funcionalidad de sus ofertas. Nuestra plataforma tecnológica basada en grafeno responde a este desafío con una propuesta única: un sistema escalable y de baja potencia capaz de medir múltiples parámetros mientras permite la traducción de nuevos factores de forma en productos ".
El Dr. Stijn Goossens, co-supervisor del estudio, también comenta que "hemos logrado un gran avance al mostrar un sistema de detección flexible y portátil basado en componentes de detección de luz de grafeno. La clave fue elegir lo mejor de los mundos rígidos y flexibles"Utilizamos los beneficios únicos de los componentes flexibles para la detección de signos vitales y lo combinamos con el alto rendimiento y la miniaturización de los componentes electrónicos rígidos convencionales".
Finalmente, los investigadores han podido demostrar un amplio rango de detección de longitud de onda con la tecnología, extendiendo la funcionalidad de los prototipos más allá del rango visible. Al usar la misma tecnología central, han fabricado un prototipo de parche UV flexible capaz de transferir de forma inalámbricaTanto el poder como los datos, y el funcionamiento sin batería para detectar el índice UV ambiental. El parche funciona con un bajo consumo de energía y tiene un sistema de detección UV altamente eficiente que se puede conectar a la ropa o la piel, y se utiliza para controlar la ingesta de radiaciónel sol, alertando al usuario de cualquier posible sobreexposición.
"Estamos entusiasmados con las perspectivas de esta tecnología, señalando una ruta escalable para la integración de puntos cuánticos de grafeno en circuitos portátiles totalmente flexibles para mejorar la forma, la sensación, la durabilidad y el rendimiento", comenta el profesor Frank Koppens,líder del grupo Quantum Nano-Optoelectronics en ICFO. "Tales resultados muestran que esta plataforma portátil flexible es compatible con procesos de fabricación escalables, lo que demuestra que la producción en masa de dispositivos de bajo costo está al alcance en un futuro cercano".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por ICFO-El Instituto de Ciencias Fotónicas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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