一种从皮肤温度检测感染的智能装置

Advanced Science：Touch Empowerment: Self-Sustaining e-Tattoo Thermoelectric System for Temperature Mapping

　　

由罗维拉大学（URV）的研究人员领导的一个国际团队在医疗技术领域开发了一种创新设备：一种能够连续准确监测皮肤温度的智能设备。该设备使用热电系统，无需电池或外部电源即可检测与炎症和感染相关的温度变化。该项目的研究结果发表在《高级科学》杂志上。

该设备是与波尔图大学专门研究能量回收系统的研究人员合作的欧洲项目的一部分。这项研究的最初目的是提高医疗和工业环境中使用的传感器的自主性。“这个想法是为了避免对电池的依赖，并创造出可以适应皮肤或其他表面的柔性设备，”URV电子、电气和自动工程系的研究员爱德华·洛贝特解释说。

温度是关键指标

温度是早期诊断伤口和皮肤炎症过程的重要指标。局部温度的变化可以揭示感染、愈合问题或其他不健康的变化。到目前为止，这些诊断都是用红外摄像机或点传感器进行的，但这些技术的问题是，它们需要患者固定不动，不能监测整个皮肤表面。

这项研究标志着向前迈进了一步。由于其基于热电偶网络的结构，该设备能够精确测量温度的微小变化，并识别特定的炎症点。这些是半导体材料的结合，当它们检测到温度的差异时，就会产生电信号。根据Llobet的说法，“这就像创建一个皮肤的热图，用点来指示受影响的区域。”

该设备已经通过数值模拟和人体皮肤实验测试进行了验证，甚至在出汗的情况下使用生理盐水溶液来模拟出汗。测试表明，它可以检测到小至0.4°C的温度变化，并在不到3秒的时间内对温度变化做出反应。这样就可以实时监测伤口的演变，并迅速发现任何感染迹象。

开拓和可持续的技术

该设备是基于柔性热电材料结合导电聚合物，使用类似于t恤印刷的技术进行印刷。这意味着它可以在灵活的聚合物基板上制造，可以毫无困难地适应皮肤。研究人员说：“这种配置不仅比传统传感器更精确，而且更能抵抗外部干扰，例如汗水或皮肤的运动。”

研究人员还测试了该设备的耐用性。URV的机械工程系对传感器进行了数百次弯曲循环，以观察它们是否会随着使用而恶化。“结果非常有希望，因为我们已经证明，即使在多次变形后，传感器仍能保持其功能，”参与这项研究的部门负责人西尔维娅·德拉弗洛尔说。

易于解释和打开新的应用程序。

此外，传感器提供的信息很容易解释：“该系统可以显示带有温度梯度的彩色地图，这意味着无需培训，医护人员就可以快速识别受影响的区域。”Llobet说。这有利于临床决策和患者健康的主动管理。

在更换之前，该设备可以佩戴数天，在这方面，它与传统技术类似。德拉弗洛尔说：“我们的想法是，它可以像其他任何设备一样佩戴，而不会影响人们的舒适度。”

这一技术突破为更个性化和更容易获得的药物打开了大门。该传感器不仅可以帮助预防手术伤口和压疮的感染，还可以适应其他应用，如监测炎症过程或用于医疗包。

该研究小组已经在开展新项目，以扩展该设备的功能，例如结合生物传感器来测量其他生理变量，例如溶解气体的水平或特定的生物标志物。他们总结道：“我们的想法是继续发展这项技术，使其在临床环境中更加通用和有用。”

Touch Empowerment: Self-Sustaining e-Tattoo Thermoelectric System for Temperature Mapping