מאמר שיטה

אלקטרודות לבישות קונפורמיות: מייצור ועד הערכה אלקטרופיזיולוגית

DOI:

10.3791/63204

⸱

22 ביולי 2022

 ,  , 
1Centre CMP, Département BEL, Mines Saint-Etienne, 2INRIA, Université Côte d'Azur

במאמר זה

סיכום

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

שתי טכנולוגיות עדכניות - קעקועים וטקסטיל - הדגימו תוצאות מבטיחות בחישה עורית. כאן אנו מציגים את שיטות הייצור וההערכה של אלקטרודות קעקועים וטקסטיל לחישה אלקטרופיזיולוגית עורית. ממשקים אלקטרוניים אלה העשויים מפולימרים מוליכים עולים בביצועיהם על הסטנדרטים הקיימים מבחינת נוחות ורגישות.

תקציר

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מכשירים אלקטרוניים לבישים הופכים לשחקני מפתח בניטור אותות הגוף שהשתנו בעיקר במהלך מעקב אחר פעילות גופנית. בהתחשב בעניין הגובר בטלה-רפואה ובטיפול מותאם אישית המונע על ידי עלייתו של עידן האינטרנט של הדברים, חיישנים לבישים הרחיבו את תחום היישום שלהם לתחום הבריאות. כדי להבטיח איסוף של נתונים רלוונטיים מבחינה קלינית, התקנים אלה צריכים ליצור ממשקים תואמים עם גוף האדם כדי לספק הקלטות באיכות אותות גבוהה ותפעול לטווח ארוך. לשם כך, מאמר זה מציג שיטה לייצור קל של חיישנים דקים ומבוססי טקסטיל רכים הניתנים להתאמה ליישום שלהם כמכשירים אלקטרוניים אורגניים לבישים בספקטרום רחב של הקלטות אלקטרופיזיולוגיות על פני השטח.

החיישנים מפותחים בתהליך חסכוני ומדרגי של דפוס אלקטרודות עורי באמצעות פולי(3,4-אתילנדיוקסיתיופן)-פולי(סטירנסולפונט) (PEDOT:PSS), הפולימר המוליך הפופולרי ביותר בביואלקטרוניקה, על מצעים לבישים מהמדף. מאמר זה מציג שלבים מרכזיים באפיון אלקטרודות באמצעות ספקטרוסקופיה של עכבה כדי לחקור את הביצועים שלהן בהתמרת אותות כאשר הן משולבות עם העור. נדרשים מחקרים השוואתיים כדי למקם את הביצועים של חיישנים חדשניים ביחס לתקן הזהב הקליני. כדי לאמת את ביצועי החיישנים המפוברקים, פרוטוקול זה מראה כיצד לבצע הקלטות ביו-סיגנליות שונות מתצורות שונות באמצעות התקנה אלקטרונית ידידותית למשתמש וניידת בסביבת מעבדה. מאמר שיטות זה יאפשר ליוזמות ניסיוניות מרובות לקידום המצב הקיים בחיישנים לבישים לניטור בריאות גוף האדם.

מבוא

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הקלטה ביופוטנציאלית לא פולשנית מתבצעת באמצעות אלקטרודות מגע עם העור, ומספקת כמות עצומה של נתונים על המצב הפיזיולוגי של גוף האדם בכושר ובבריאות1. סוגים חדשים של התקני ניטור ביולוגי לביש פותחו מההתקדמות הטכנולוגית האחרונה בתחום האלקטרוניקה ועד לצמצום השליטה המשולבת ורכיבי התקשורת לממדים ניידים. מכשירי ניטור חכמים חודרים לשוק מדי יום, ומציעים יכולות ניטור מרובות במטרה הסופית לספק מספיק תוכן פיזיולוגי כדי לאפשר אבחון רפואי2. לכן, ממשקים בטוחים, אמינים וחזקים עם גוף האדם מציבים אתגרים קריטיים בפיתוח טכנולוגיות לבישות לגיטימיות לשירותי בריאות. אלקטרודות קעקועים וטקסטיל הופיעו לאחרונה כממשקים אמינים ויציבים הנתפסים כמכשירים חדשניים ונוחים לביסנסינג 3,4,5.

חיישני קעקועים הם ממשקים יבשים ודקים, אשר בשל עובים הנמוך (~ 1 מיקרומטר), מבטיחים מגע עור ללא דבקים וניתן להתאמה. הם מבוססים על ערכת נייר קעקועים זמינה מסחרית המורכבת ממבנה שכבות, המאפשר שחרור של שכבה פולימרית אולטרה-טימין על העור6. מבנה השכבות מאפשר גם טיפול קל בשכבה הפולימרית הדקה בתהליך הייצור של החיישן והעברתו לעור. האלקטרודה הסופית ניתנת להתאמה מלאה וכמעט בלתי מורגשת ללובש. חיישני טקסטיל הם מכשירים אלקטרוניים המתקבלים מפונקציונאליזציה של הבד עם חומרים אלקטרואקטיביים7. הם משולבים בעיקר או פשוט תפורים לבגדים כדי להבטיח את נוחות המשתמש בשל רכותם, נשימתם וזיקתם הברורה לבגדים. במשך כמעט עשור, אלקטרודות טקסטיל וקעקועים הוערכו ברישומים אלקטרופיזיולוגיים של פני השטח 3,8,9, והראו תוצאות טובות הן בהקלטות לבלאי והן בהקלטות באיכות האות ודיווח על יחס אות לרעש גבוה (SNR) בהערכות לטווח הקצר והארוך. הם גם נתפסים כפלטפורמה פוטנציאלית לניתוח זיעה ביוכימי לביש 1,10.

העניין הגובר בטכנולוגיות קעקועים, טקסטיל, ובאופן כללי, בטכנולוגיות סרט דק גמישות (למשל, אלה העשויות מירידי פלסטיק כגון פארילן או אלסטומרים שונים) מקודם בעיקר על ידי תאימות לשיטות ייצור בעלות נמוכה ומדרגיות. הדפסת מסך, הדפסת הזרקת דיו, דפוס ישיר, ציפוי טבילה והעברת בולים אומצו בהצלחה כדי לייצר סוגים כאלה של ממשקים אלקטרוניים11. בין אלה, הדפסת הזרקת דיו היא טכניקת האב-טיפוס הדיגיטלית והמהירה המתקדמת ביותר. הוא מיושם בעיקר על דפוס של דיו מוליך באופן שאינו מגע, תוסף בתנאי סביבה ועל מגוון גדול של מצעים12. למרות שחיישנים לבישים מרובים יוצרו באמצעות דיו מתכתי אצילי בדוגמת13, יריעות מתכת הן שבירות ועוברות סדקים כאשר הם לחוצים מכנית. קבוצות מחקר שונות אימצו אסטרטגיות שונות כדי להעניק למתכות את התכונה של תאימות מכנית לעור. אסטרטגיות אלה כוללות הפחתת עובי הסרט ושימוש בעיצובי נחשים או במצעים מקומטים ומוכשריםמראש 14,15,16. חומרים מוליכים רכים וגמישים במהותם, כגון פולימרים מוליכים, מצאו את יישומם בהתקנים ביו-אלקטרוניים גמישים. הגמישות הפולימרית שלהם משולבת עם מוליכות חשמלית ויונית. PEDOT:PSS הוא הפולימר המוליך הנפוץ ביותר בביו-אלקטרוניקה. הוא מאופיין ברכות, תאימות ביולוגית, קיימות ויכולת עיבוד הדפסה17, מה שהופך אותו לתואם לייצור נרחב של התקנים ביו-רפואיים.

התקנים, כגון אלקטרודות מישוריות המחוברות למערכת רכישה, מאפשרים הקלטה של ביופוטנציאלים בניטור בריאות. ביופוטנציאלים של גוף האדם הם אותות חשמליים הנוצרים על ידי תאים אלקטרוגניים המתפשטים דרך הגוף עד לפני העור. על פי המקום שבו ממוקמות האלקטרודות, ניתן להשיג נתונים הקשורים לפעילות החשמלית של המוח (EEG), השרירים (EMG), הלב (א.ק.ג.) ומוליכות העור (למשל, ביו-אימפדנס או פעילות אלקטרודרמלית, EDA). לאחר מכן מעריכים את איכות הנתונים כדי להעריך את השימושיות של האלקטרודות ביישומים קליניים. SNR גבוה מגדיר את הביצועים שלהם18, אשר בדרך כלל בהשוואה להקלטות אלקטרודות Ag/AgCl חדישות. למרות שלאלקטרודות Ag/AgCl יש גם SNR גבוה, הן חסרות יכולת תפעול ארוכת טווח ויכולת לבישה תואמת. הקלטות ביו-סיגנליות באיכות גבוהה מספקות תובנות לגבי מצב בריאות האדם הקשורות לתפקודו של איבר מסוים. לפיכך, יתרונות אלה של ממשקי קעקועים או טקסטיל נוחים מצביעים על ההבטחה שלהם ליישומים ארוכי טווח שיכולים לאפשר ניטור בריאות נייד בחיים האמיתיים ולסלול את הדרך לפיתוח טלרפואה19.

מאמר זה מדווח כיצד לייצר ולהעריך אלקטרודות קעקועים וטקסטיל בניטור ביולוגי בריאותי. לאחר ייצורו, יש לאפיין אלקטרודה חדשה. בדרך כלל, ספקטרוסקופיית עכבה אלקטרוכימית (EIS) מאומצת כדי לחקור את הביצועים החשמליים של האלקטרודה ביחס לממשק מטרה (למשל, עור) במונחים של פונקציית ההעברה. EIS משמש להשוואת מאפייני העכבה של אלקטרודות מרובות ולבצע בדיקות בתנאים שונים (למשל, שינוי תכנון האלקטרודה או לימוד תגובות ארוכות טווח). מאמר זה מציג את ההקלטה של ביו-סיגנלים על פני השטח באמצעות התקנה קלה ומדווח על שיטה ידידותית למשתמש להקלטת סוגים שונים של ביו-סיגנלים החלים על כל אלקטרודה מפוברקת חדשה שיש לאמת אותה עבור הקלטות ביופוטנציאליות עוריות.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הערה: ניסויים בהם היו מעורבים נבדקים אנושיים לא כללו איסוף של מידע פרטי הניתן לזיהוי הקשור למצבו הבריאותי של האדם ומשמשים כאן רק להדגמה טכנולוגית. הנתונים היו ממוצעים על פני שלושה נושאים שונים. הרישומים האלקטרופיזיולוגיים הוצאו מנתונים שפורסמו בעבר 6,21.

1. PEDOT מודפס בהזרקת דיו:ייצור אלקטרודות PSS

הערה: הפרוטוקול הבא שימש לייצור אלקטרודות לאלקטרופיזיולוגיה על מצעים מסחריים וגמישים - נייר קעקוע6 וטקסטיל21. אותה גישה אומצה במידה רבה לייצור אלקטרודות על מצעים גמישים כגון רדידי פלסטיק דקים22. בכל המקרים, מדפסת הזרקת דיו שימשה לדפוס של PEDOT:PSS (ראה טבלת החומרים).

  1. עיבוד מקדים של מצע אלקטרודה
    1. חותכים חתיכה ממצע העניין.
      1. בעת שימוש במצע קעקוע, שטפו אותו במים לפני ההדפסה כדי להסיר את השכבה העליונה והמסיסה ביותר במים מהנייר23.
        הערה: ערכת נייר הקעקועים מסופקת גם עם דף דבק המשמש בעבודה זו, הן כדי לשפר את הידבקות הקעקוע והן כשכבת פסיבציה. לנייר קעקוע יש מבנה שכבתי (איור משלים S1), הכולל גיליון נייר תומך, שכבת פוליוויניל-אלקוהול (PVA) מסיסה במים, סרט פוליאוריתן הניתן לשחרור ושכבת PVA עליונה. גיליון הדבק הוא בעל מבנה שכבתי המורכב מנייר סיליקון כתמיכה, דבק אקרילי על בסיס מים ותוחם שחרור עליון.
    2. כדי לייצר חיישנים לבישים, התחל לחתוך את מצע העניין. מקם את המצע על לוח המדפסת, והקש על הגבול שלו כדי לשמור עליו שטוח.
  2. הדפסת דיו PEDOT:PSS
    1. הכן את העיצוב להדפסה, כגון עיגול (קוטר 12 מ"מ) עם משטח מלבני בתחתית (3 מ"מ x 7 מ"מ), האחרון שישמש לחיבור.
    2. מלא את מחסניות המדפסת (10 pl) בדיו המסחרי PEDOT:PSS לאחר סינוןו. זהו פיזור מימי של הפולימר המוליכה.
    3. הדפס את העיצוב על המצע.
      1. בעת שימוש בנייר קעקועים וטקסטיל, בעלי אנרגיית פני שטח בינונית-גבוהה ותכונות ספיגה, בהתאמה, הדפס עם מרווח טיפה של ~ 20 מיקרומטר.
      2. הדפס שכבות PEDOT:PSS מרובות, ברצף או על ידי החלת תהליך ייבוש (110 °C למשך 15 דקות) בין השכבות כדי ליצור תבנית מוליכה הומוגנית ורציפה.
        הערה: הדבר נדרש במיוחד במקרה של אלקטרודות טקסטיל, שבהן המבנה התלת-ממדי של טקסטיל דורש תכולת דיו רבה יותר כדי ליצור נתיב מוליך רציף בתוך הבד.
    4. מייבשים את האלקטרודה בטמפרטורה של 110 מעלות צלזיוס למשך 15 דקות בתנור כדי להשלים את אידוי הממס.
      הערה: אלקטרודות המתקבלות על נייר טקסטיל, PET וקעקועים (איור 1A-C) על-ידי הדפסת מספר התקנים בהפעלה אחת (איור 1D) יכולות כעת להיות מאוחסנות בסביבה סגורה, נקייה ויבשה לפני שנמשיך בשלבים הבאים.
  3. ייצור מחבר חיצוני
    1. אלקטרודות קעקועים
      1. חותכים חתיכה מלבנית של מצע פוליאתילן נפטלט (PEN) (8 מ"מ x 12 מ"מ, עובי 1.3 מ"מ).
      2. הדפס עיצוב מלבני (3 מ"מ x 12 מ"מ) עם שלוש שכבות PEDOT:PSS על גבי המצע.
      3. מייבשים את הדגימה המודפסת בתנור בטמפרטורה של 110 מעלות צלזיוס למשך 15 דקות.
      4. למינציה של חיבור PEN על אלקטרודת הקעקוע, כאשר החלקים המלבניים PEDOT:PSS פונים זה לזה.
      5. חותכים חור (קוטר 11.3 מ"מ) בגיליון דבק נייר הקעקוע. יישרו את החור הזה של יריעת הדבק עם חלק החישה העגול של אלקטרודת PEDOT:PSS של הקעקוע. הוסף חתיכת סרט פולימיד (ראה טבלת החומרים) לקצה החופשי של חיבור PEN.
    2. אלקטרודות נייר כסף טקסטיל ופלסטיק
      1. חברו פיסת סרט מוליך (לדוגמה, סרט נחושת) סביב החיבור המודפס המלבני כדי לקבל חיבור חזק ויציב.
      2. חבר מחבר פין פוגו לתוך סרט הנחושת וחבר את פין הפוגו למערכת ההקלטה.
  4. העברת אלקטרודות קעקועים
    1. הסר את תוחם הדבק. מניחים את הקעקוע על החלק הרצוי של העור.
    2. הרטיבו את נייר התמיכה האחורי, תוך שמירה על הקעקוע במקומו. לאחר השריית נייר התמיכה האחורי, החליקו אותו כדי להסיר אותו, והשאירו רק את האלקטרודה העשויה מסרט האולטרה-טיין הניתן להעברה על העור.
    3. חבר את איש הקשר השטוח של PEN ליחידת הרכישה החיצונית. ראה סעיף 1.3.
  5. מיקום אלקטרודות טקסטיל
    1. מניחים את האלקטרודה על העור. בעזרת צמיד ספורט מבד או סרט רפואי, שמרו על האלקטרודה במגע יציב עם העור כדי להבטיח הקלטות אותות באיכות גבוהה במהלך התנועה.
  6. בצע את ההקלטה האלקטרופיזיולוגית הרצויה על פני השטח. שטפו את אלקטרודות הקעקועים לאחר ההקלטות על ידי שפשוף שלהן בספוג רטוב.

2. אפיון אלקטרודות באמצעות ספקטרוסקופיית עכבה אלקטרוכימית

  1. מדידה על הגוף
    1. יש לוודא כי המתנדב יושב בנוחות עם זרוע מונחת על שולחן במנוחה.
      הערה: אין צורך בניקוי או קרצוף של העור.
  2. מיקום אלקטרודות
    1. מניחים אלקטרודה אחת על העור ומחברים אותה לאלקטרודה העובדת לחישת האלקטרודה (WE-S) של ה-EIS.
    2. מניחים אלקטרודה נוספת במרחק של 3 ס"מ מהראשונה ומחברים אותה לאלקטרודה הנגדית (CE) של ה-EIS.
    3. מניחים את האלקטרודה השלישית על המרפק ומחברים אותה לאלקטרודת הייחוס (RE) של ה-EIS. ראה איור 2A להגדרת שלוש האלקטרודות .
      הערה: האלקטרודות המחוברות ל- CE ול- RE של ה- EIS יכולות להיות גם אלקטרודות Ag/AgCl או עשויות מ- PEDOT:PSS, כפי שקורה ל- WE במחקר זה.
  3. התחל את ההקלטה ב- EIS potentiostat. החל זרם בין המונה לבין האלקטרודות העובדות. מדוד את השונות הפוטנציאלית על פני זוג הייחוס והחישה.
    הערה: ניתן ליצור את חיבור אלקטרודות הקעקוע והטקסטיל עם מערכת הרכישה באמצעות קליפס ליצירת חיבור חשמלי יציב עם כבלי הפוטנציוסטט. עכבת הפלט המחושבת בכל תדר מורכבת משתי תרומות: עכבת עור ועכבת מגע עור-אלקטרודה.

3. הקלטות אלקטרופיזיולוגיות על פני השטח

הערה: הסעיף הבא מתאר את מיקום האלקטרודה עבור כל ביו-סיגנל בעל עניין. ברגע שהאלקטרודות ממוקמות בצורה נכונה ומחוברות היטב לעור, ניתן לחבר אותן למערכת הרכישה הניידת כדי להתחיל את ההקלטות. תוכן הווידאו של מאמר זה מציג דוגמה לניטור אלקטרופיזיולוגי באמצעות אלקטרודות Ag/AgCl הזמינות מסחרית ויחידה אלקטרונית ניידת.

  1. עבור א.ק.ג., אמצו תצורה לבישה עם שתיים או שלוש אלקטרודות (אחת מהן משמשת כקרקע). מקם את האלקטרודות במספר אזורי גוף (למשל, חזה, פרקי ידיים, צלעות) עם מרחק אינטראלקטרודה מינימלי של 6 ס"מ כדי לקבל אות ניכר.
    הערה: מיקום קלאסי כרוך במיקום של שתי אלקטרודות על הזיזים השמאלי והימני; במקרה זה, אלקטרודת הקרקע יכולה להיות ממוקמת על סמל האיליאק השמאלי.
  2. לצורך רישום פעילות חשמלית של השריר (EMG), הניחו את האלקטרודות לאורך השריר המעניין (למשל, על שרירי הזרוע או על השוק). מניחים את אלקטרודת הקרקע על מיקום סטטי כגון עצם סמוכה.
  3. לצורך רישום פעילות חשמלית במוח (EEG), הניחו את האלקטרודות במספר מקומות על הראש.
    הערה: מיקומים נוחים הם המצח וסביב האוזניים החיצוניות. ייתכן שיהיה צורך באלקטרודת ייחוס, בדרך כלל מאחורי האוזן על עצם המסטואיד.
  4. למדידות פעילות אלקטרודרמלית (EDA), הניחו שתי אלקטרודות על כף יד שמאל. בצע את ההקלטה כאשר הנבדק נמצא במנוחה או עושה פעילות גופנית.
    הערה: ניתן למדוד את עכבת העור על פני כל משטח הגוף (למשל, הצלעות, בגב, על כף הרגל); מרחק אינטראלקטרוד מספיק של 6 ס"מ מבטיח ניטור טוב.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מאמר זה מציג ייצור של אלקטרודות נוחות במגע עור על ידי הדפסת הזרקת דיו ושיטה לאפיוןן וביצוע הקלטות אלקטרופיזיולוגיות. דיווחנו על שלבי הייצור של הדפסת הזרקת דיו PEDOT:PSS ישירות על מצעים שונים, כגון בד (איור 1A), PEN (איור 1B) ונייר קעקוע (איור 1C,D) לעיון. העיצובים המוצעים בפרוטוקול שלב 1.2.1. ושלב 1.3.1.5. להגדיר אזור חישה מעגלי של 1 ס"מ2 כדי להשוות אלקטרודות עם Ag/AgCl החדיש שאומץ בעיקר במרפאות.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מאמר זה מתאר תהליך קל וניתן להרחבה לייצור אלקטרודות לבישות ומדגים שיטה לרישום ביו-סיגנלים אלקטרופיזיולוגיים. הוא משתמש בשלוש דוגמאות של מצעים לבישים, כגון קעקוע, טקסטיל וסרטים דקים. הוא מציג כיצד לבנות חיישן על מצעים אלה ולאפיין את ביצועיו לפני יישומו. כדי לייצר את האלקטרודות כאן, השתמשנו ב-PEDOT:PSS, פולימר מוליך מוליך מוליכים מבוססי מתכת בשל יעילותו החסכונית, יכולת העיבוד הרב-תכליתית, ההתאמה הביולוגית, הרכות והקיימות שלו לתאימותו לעיבוד ירוק29. דפוס PEDOT:PSS על מצעים מהמדף הושג באמצעות טכניקת ה...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

למחברים אין ניגודי עניינים לחשוף.

תודות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

עבודה זו נתמכה על ידי סוכנות המחקר הלאומית הצרפתית באמצעות פרויקט ANR JCJC OrgTex (ANR-17-CE19-0010). היא גם קיבלה מימון מתוכנית המחקר והחדשנות Horizon 2020 של האיחוד האירופי במסגרת הסכם מענק מארי סקלודובסקה-קירי מס' 813863. E.I. מבקשת להודות לצוות החדר הנקי של CMP במרכז המיקרואלקטרוניקה בפרובאנס על תמיכתם הטכנית במהלך פיתוח הפרויקט.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
Biosignalplux - מכשיר אלחוטי Plux להקלטות אלקטרופיזיולוגיותPLUX Wireless Biosignals S.AEEG, ECG, EMG, EDA
אלקטרודות חד פעמיות Covidien Kendal, אלקטרודות חד פעמיות בדרגה רפואית (Pregelled, 24 מ"מ)Covidien / Kendal (רשמית Tyco) אלקטרודות ARBOH124SGמסחריות Ag/AgCl אלקטרודות לאלקטרופיזיולוגיה
מדפסת הזרקת דיו DimatixFujifilmמדפסת הזרקת דיו DMP 2800
חותך לייזרמערכות לייזר אוניברסליותVLS 3.50, 50 Wחותך לייזר לחיתוך יריעת הדבק לייצור אלקטרודות קעקועים
NOVAMetrohm AutolabNOVA 2.1תוכנת אלקטרוכימיה לשליטה במכשירי Autolab
OpenSignals2020 PLUX wireless biosignals, SAחבילת תוכנה להדמיית אותות ביולוגיים בזמן אמת, המסוגלת לאינטראקציה ישירה עם התקני PLUX
PEDOT:PSS דיו הזרקת דיולהדפסה Heraeus Deutschland GmbH & Co. KGCLEVIOS Pjet 700
פוליאתילן נפתלין (PEN) רדיד  עובי Goodfellow1.3 μ mמשמש לייצור חיבור אלקטרודות קעקועים
קלטת פולימיד3Mקלטת קפטון על ידי 3 M, עובי 50 μ mמשמש לייצור חיבור אלקטרודות קעקועים
PotentiostatMetrohm AutolabAutolab Potentiostat BVמשמש למדידות EIS
ערכת נייר קעקועים זמנית צלליתאמריק, בע"מ, ארה"במצע לאלקטרודות מבוססות קעקועים
טקסטיל Wowen 100% כותנה וגרביוניםמצע לאלקטרודות מבוססות טקסטיל
חיישני כסף זמינים מסחרית

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Kim, J., et al. Noninvasive alcohol monitoring using a wearable tattoo-based iontophoretic-biosensing system. ACS Sensors. 1 (8), 1011-1019 (2016).
  2. Ha, M., Lim, S., Ko, H. Wearable and flexible sensors for user-interactive health-monitoring devices. Journal of Materials Chemistry B. 6 (24), 4043-4064 (2018).
  3. Kim, D. H., et al. Epidermal electronics. Science. 333 (6044), 838-843 (2011).
  4. Takamatsu, S., et al. Direct patterning of organic conductors on knitted textiles for long-term electrocardiography. Scientific Reports. 5, 1-7 (2015).
  5. Windmiller, J. R., et al. Electrochemical sensing based on printable temporary transfer tattoos. Chemical Communications. 48 (54), 6794-6796 (2012).
  6. Ferrari, L. M., Ismailov, U., Badier, J. M., Greco, F., Ismailova, E. Conducting polymer tattoo electrodes in clinical electro- and magneto-encephalography. npj Flexible Electronics. 4 (1), 1-9 (2020).
  7. Heo, J. S., Eom, J., Kim, Y. H., Park, S. K. Recent progress of textile-based wearable electronics: A comprehensive review of materials, devices, and applications. Small. 14 (3), 1-16 (2018).
  8. Nigusse, A. B., Mengistie, D. A., Malengier, B., Tseghai, G. B., Van Langenhove, L. Wearable smart textiles for long-term electrocardiography monitoring-a review. Sensors. 21 (12), 4174(2021).
  9. Wang, Y., et al. Electrically compensated, tattoo-like electrodes for epidermal electrophysiology at scale. Science Advances. 6 (43), (2020).
  10. Fan, W., et al. Machine-knitted washable sensor array textile for precise epidermal physiological signal monitoring. Science Advances. 6 (11), (2020).
  11. Tseghai, G. B., Mengistie, D. A., Malengier, B., Fante, K. A., Van Langenhove, L. PEDOT:PSS-based conductive textiles and their applications. Sensors. 20 (7), 1-18 (2020).
  12. Magliulo, M., et al. Printable and flexible electronics: From TFTs to bioelectronic devices. Journal of Materials Chemistry C. 3 (48), 12347-12363 (2015).
  13. Raut, N. C., Al-Shamery, K. Inkjet printing metals on flexible materials for plastic and paper electronics. Journal of Materials Chemistry C. 6 (7), 1618-1641 (2018).
  14. Kaltenbrunner, M., et al. An ultra-lightweight design for imperceptible plastic electronics. Nature. 499 (7459), 458-463 (2013).
  15. Kim, D. H., et al. Optimized structural designs for stretchable silicon integrated circuits. Small. 5 (24), 2841-2847 (2009).
  16. Yu, Y., Peng, S., Blanloeuil, P., Wu, S., Wang, C. H. Wearable temperature sensors with enhanced sensitivity by engineering microcrack morphology in PEDOT:PSS-PDMS sensors. ACS Applied Materials and Interfaces. 12 (32), 36578-36588 (2020).
  17. Martin, D. C., Malliaras, G. G. Interfacing electronic and ionic charge transport in bioelectronics. ChemElectroChem. 3 (5), 686-688 (2016).
  18. Inzelberg, L., Hanein, Y. Electrophysiology meets printed electronics: The beginning of a beautiful friendship. Frontiers in Neuroscience. 12, 992(2019).
  19. Kim, J., Campbell, A. S., de Ávila, B. E. F., Wang, J. Wearable biosensors for healthcare monitoring. Nature Biotechnology. 37 (4), 389-406 (2019).
  20. Bihar, E., et al. Fully inkjet-printed, ultrathin and conformable organic photovoltaics as power source based on cross-linked PEDOT:PSS electrodes. Advanced Materials Technologies. 5 (8), 2000226(2020).
  21. Bihar, E., et al. Fully printed all-polymer tattoo/textile electronics for electromyography. Flexible and Printed Electronics. 3 (3), 034004(2018).
  22. Seekaew, Y., et al. Low-cost and flexible printed graphene-PEDOT:PSS gas sensor for ammonia detection. Organic Electronics. 15 (11), 2971-2981 (2014).
  23. Ferrari, L. M., Keller, K., Burtscher, B., Greco, F. Temporary tattoo as unconventional substrate for conformable and transferable electronics on skin and beyond. Multifunctional Materials. 3 (3), 032003(2020).
  24. Searle, A., Kirkup, L. A direct comparison of wet, dry and insulating bioelectric recording electrodes. Physiological Measurement. 21 (2), 271-283 (2000).
  25. Ferrari, L. M., et al. Ultraconformable temporary tattoo electrodes for electrophysiology. Advanced Science. 5 (3), 1700771(2018).
  26. Teplan, M. Fundamental of EEG measurement. Measurement Science Review. 2 (2), 1-11 (2002).
  27. Pachori, R., Gupta, V. Biomedical engineering fundamentals. Intelligent Internet of Things. From Device to Fog and Cloud. Firouzi, F., Chakrabarty, K., Nassif, S. , Springer. Cham. 547-605 (2019).
  28. Caruelle, D., Gustafsson, A., Shams, P., Lervik-Olsen, L. The use of electrodermal activity (EDA) measurement to understand consumer emotions-A literature review and a call for action. Journal of Business Research. 104, 146-160 (2019).
  29. Huseynova, G., Hyun Kim, Y., Lee, J. H., Lee, J. Rising advancements in the application of PEDOT:PSS as a prosperous transparent and flexible electrode material for solution-processed organic electronics. Journal of Information Display. 21 (2), 71-91 (2020).
  30. Bonnassieux, Y., et al. The 2021 flexible and printed electronics roadmap. Flexible and Printed Electronics. 6, 023001(2022).
  31. Nawrocki, R. A. Super- and ultrathin organic field-effect transistors: from flexibility to super- and ultraflexibility. Advanced Functional Materials. 29 (51), 1-12 (2019).
  32. Kim, I., Shahariar, H., Ingram, W. F., Zhou, Y., Jur, J. S. Inkjet process for conductive patterning on textiles: Maintaining inherent stretchability and breathability in knit structures. Advanced Functional Materials. 29 (7), 1807573(2019).
  33. Bihar, E., et al. Fully printed electrodes on stretchable textiles for long-term electrophysiology. Advanced Materials Technologies. 2 (4), 1600251(2017).
  34. Ferrari, L. M., Ismailov, U., Greco, F., Ismailova, E. Capacitive coupling of conducting polymer tattoo electrodes with the skin. Advanced Materials Interfaces. 8 (15), 2100352(2021).
  35. Inzelberg, L., Rand, D., Steinberg, S., David-Pur, M., Hanein, Y. A wearable high-resolution facial electromyography for long term recordings in freely behaving humans. Scientific Reports. 8 (1), 2058(2018).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

מאמרים קשורים