Weightless, skin-like bandages with microelectronic components may one day replace the bulky monitors and electrode patches now used in hospitals to monitor patients’ vital signs, researchers said.
Weightless, skin-like bandages with microelectronic components may one day replace the bulky monitors and electrode patches now used in hospitals to monitor patients’ vital signs, researchers said. Photographer: Getty Images
.Weightless, skin-like bandages with microelectronic components may one day replace the bulky monitors and electrode patches now used in hospitals to monitor patients’ vital signs, researchers said.
The ultrathin patches, which are applied to the skin like temporary tattoos, contain miniature electronic components that sense and send information for diagnosing and monitoring medical conditions. The novel device, developed by a team led by engineers from the University of Illinois, is described today in the journal Science.
The engineers envision uses for the patches for measuring brain waves, muscle impulses and heart beats, including prenatal monitoring. The size and flexibility of the device may allow scientists to monitor areas that were previously difficult, such as the throat, they said in today’s paper. An experiment showed the device is sensitive enough to use the signal from throat muscles moving for speech to control a video game with 90 percent accuracy.
“What we’re trying to do is reshape electronics to allow integration with the human body,” said John Rogers, a professor of material science at the University of Illinois at Urbana- Champaign in a telephone interview. “The real value is the extent you can get it to doctors and patients who can use it. That’s our ultimate success.”
The patches are mounted on a thin film of plastic and laminated to the skin with water. The device contains sensors, a power supply, and light-emitting components. The current power supply relies on wireless coils that need to be near a main coil to function, though that design may change, Rogers said.
The current methods of monitoring heart, nerve and muscle activity require bulky monitors and complicated wiring, and the adhesives on electrode patches cause rashes, wrote Zhenqiang Ma, an engineer at the University of Wisconsin in Madison, in a commentary in Science. The bandage is about the thickness of a human hair, and doesn’t cause the same kinds of discomfort, Ma wrote.
One potential broader use of the bandage is providing a sense of touch to prosthetic devices, such as artificial legs, Ma said.
To commercialize the technology, Rogers helped found closely held Mc10 Inc., where he sits on the board. The Cambridge, Massachusetts-based company is developing two classes of electronics, including devices with Reebok, a unit of Adidas AG (ADS), that may aid in helping athletes recover from injury and another to help treat abnormal heart rhythm.
Electrodes applied to the skin can stimulate muscles, helping with recovery from injuries. An advanced version of today’s device may do the same, helping people recover from injury faster and avoiding muscle atrophy, Rogers said. That’s being tested in collaboration with Johns Hopkins University in Baltimore.
<한글기사>
'전자 문신'으로 신체 내부 점검
'전자 문신'을 한 것처럼 피부에 얇고 간편한 장비를 붙여 심장이나 뇌 등 인체 내부 장기의 상태를 점검하는 기술이 개발됐다.
영국 BBC방송은 과학저널 사이언스에 게재된 논문을 인용해 머리카락보다 얇은 50마이크로미터 이하 두께의 소형 장비를 피부에 붙여 환자의 상태를 점검할 수 있 는 기술이 개발됐다고 11일 보도했다.
지금까지 병원에서 환자의 심박동 등을 점검하려면 피부에 젤을 바른 끈적끈적 한 패드를 붙인 뒤 이를 모니터와 전선으로 연결해야 하는 등 부피가 큰 장비가 필 요했었다.
하지만 새로 개발된 이 기술은 두께가 매우 얇아 마치 피부에 문신을 하거나 '
인공 피부'를 이식한 것처럼 보이며 자체 전원을 공급할 수 있는 태양열 전지판도 포함하고 있다.
이 장비는 수용성 플라스틱 판에 센서가 장착돼 있고 센서 밑부분의 폴리에스터 층과 피부 간 흡착력을 이용해 부착된다.
전문가들은 이처럼 부피가 작고 간편한 장비가 미숙아나 수면 무호흡증을 앓는 환자들을 밤새 모니터링하는데 유용하게 사용될 수 있을 것으로 보고 있다.
일리노이대학의 토드 콜먼 교수는 "자연스러운 환경 속에서 뇌의 기능을 이해하 기를 원한다면 이는 실험실의 연구로는 부적절하며 사용자에게 보이지 않는 장비로 자연스러운 여건을 만들어 신경 신호를 기록하는 것이 최고의 방법"이라고 말했다.
이 장비는 피부 자극이나 기능 장애 없이 24시간을 착용할 수 있지만, 장착된 피 부의 표피가 벗겨지는 현상 때문에 2주일에 한 번씩 새로운 센서를 부착해야 한다.
이 장비는 또 목에 부착하면 '위, 아래, 왼쪽, 오른쪽, 진행, 정지' 등의 간단한 단어들의 차이를 인식할 수 있어 컴퓨터 게임의 컨트롤러 기술에도 적용될 수 있을 것으로 보인다.
일리노이대 존 로저스 교수는 "우리의 목표는 보이지 않게 피부와 통합할 수 있 는 전자기술을 개발하는 것"이라면서 "이는 전자공학과 생물학의 경계를 허무는 기 술"이라고 말했다. (연합뉴스)
