婴幼儿的身体特别脆弱,很容易受到伤害而且还无法有效地表达自己的身体感受,因此,他们需要得到特别而有效的关怀和护理。持续地监控婴幼儿的关键生理指标,对了解和保障他们的健康状况至关重要。传统上,这种健康监测多在医院中借助专业设备完成,但存在一些显著的问题,比如可能对婴幼儿造成伤害,难以实现长期连续监测,甚至是基本临床操作可能带来的并发症,这些都是现有监护技术面临的重要挑战。近年来,先进的软性电子系统作为一种可佩戴装置或移动平台,以其能进行实时、长时监测、舒适度高、不易被察觉并可在家中使用等优势,成为未来婴幼儿监护的重要选择。近期,西安交通大学仿生工程与生物力学研究所(BEBC)方云生特聘研究员、徐峰教授和西安交通大学第一附属医院林婷副主任医师医工交叉团队在Materials Today(影响因子:24.2)上发表了 “Soft electronics for advanced infant monitoring”的综述,为婴幼儿高级监护的发展提供了全新视角。
该综述首先介绍了婴幼儿的解剖学特点、疾病以及治疗方法,依据这些基础讨论了婴幼儿监护领域最新的生物电、生物物理、生化以及多模态技术的研究成果,并全面总结了软性电子在婴幼儿监护中的科研进展。此外,文章还深入探讨了在物联网时代,基于软性电子的临床级婴幼儿智能监护系统在传感器设计、数据处理、供电以及数字互动等方面所面临的当前挑战和未来发展方向。最后,文中还特别强调了在临床应用转化过程中,软性电子产品在稳定性、用户接受度、成本、标准化以及相关法律法规方面所面临的挑战。
图8 软性电子设备进行高级婴幼儿监护的未来展望和转化考虑。若要实现具有预测性、预防性、参与性和高度个性化特点的婴幼儿护理服务,必须从传感器设计、能源供应、数据处理和数字互动等多个维度全面优化健康监控系统。具体而言,柔性生物传感器的创建应致力于实现材料的高效利用、传感机制的智能化以及性能指标的系统考虑。此外,电源的持久和可靠性也不容忽视,迫切需要开发低功耗而集成度高的能源系统。同时,采集的生理健康数据要求能够通过综合的硬件和软件平台进行高效而准确的处理分析。特别是,在5G和物联网技术飞速发展的今天,亟需构建闭环式的交互式监护系统,以实现随时随地地预防婴幼儿潜在疾患、提供即刻医疗干预并促进全面健康发展,对当前和未来的婴幼儿健康管理极具里程碑意义。
原文链接:
Yuan, M., Long, Y. X., Liu. T., Liu, J. D., Qiu, S. Y., Lin, T.*, Xu, F.*, Fang, Y. S.*, Soft Electronics for Advanced Infant Monitoring. Materials Today, 2024, online.
https://doi.org/10.1016/j.mattod.2024.03.005
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