Ang mga naisusuot na textile electronics ay lubos na kanais-nais para sa pagsasakatuparan ng personalized na pamamahala sa kalusugan.Gayunpaman, karamihan sa mga naiulat na textile electronics ay maaaring pana-panahong mag-target ng isang physiological signal o makaligtaan ang mga tahasang detalye ng mga signal, na humahantong sa isang bahagyang pagtatasa ng kalusugan.Higit pa rito, ang mga tela na may mahusay na ari-arian at ginhawa ay nananatiling isang hamon.Dito, nag-uulat kami ng triboelectric all-textile sensor array na may high pressure sensitivity at ginhawa.Ito ay nagpapakita ng pressure sensitivity (7.84 mV Pa−1), mabilis na oras ng pagtugon (20 ms), katatagan (>100,000 cycle), malawak na working frequency bandwidth (hanggang 20 Hz), at machine washability (>40 wash).Ang mga gawa-gawang TATSA ay itinahi sa iba't ibang bahagi ng mga damit upang masubaybayan ang mga arterial pulse wave at mga respiratory signal nang sabay-sabay.Gumawa pa kami ng isang sistema ng pagsubaybay sa kalusugan para sa pangmatagalan at hindi invasive na pagtatasa ng cardiovascular disease at sleep apnea syndrome, na nagpapakita ng mahusay na pagsulong para sa quantitative analysis ng ilang malalang sakit.
Ang mga naisusuot na electronics ay kumakatawan sa isang kamangha-manghang pagkakataon dahil sa kanilang mga promising application sa personalized na gamot.Maaari nilang subaybayan ang estado ng kalusugan ng isang indibidwal sa tuluy-tuloy, real-time, at hindi nagsasalakay na paraan (1–11).Ang pulso at paghinga, bilang dalawang kailangang-kailangan na bahagi ng mahahalagang palatandaan, ay maaaring magbigay ng parehong tumpak na pagtatasa ng pisyolohikal na estado at mga kapansin-pansing pananaw sa diagnosis at pagbabala ng mga kaugnay na sakit (12–21).Sa ngayon, karamihan sa mga naisusuot na electronics para sa pag-detect ng mga banayad na physiological signal ay batay sa mga ultrathin na substrate tulad ng polyethylene terephthalate, polydimethylsiloxane, polyimide, salamin, at silicone (22–26).Ang isang disbentaha ng mga substrate na ito para sa paggamit sa balat ay nasa kanilang planar at matibay na mga format.Bilang resulta, ang mga tape, Band-Aid, o iba pang mechanical fixture ay kinakailangan upang magtatag ng isang compact contact sa pagitan ng naisusuot na electronics at balat ng tao, na maaaring magdulot ng pangangati at abala sa mahabang panahon ng paggamit (27, 28).Bukod dito, ang mga substrate na ito ay may mahinang air permeability, na nagreresulta sa kakulangan sa ginhawa kapag ginamit para sa pangmatagalan, patuloy na pagsubaybay sa kalusugan.Upang maibsan ang mga nabanggit na isyu sa pangangalagang pangkalusugan, lalo na sa pang-araw-araw na paggamit, ang mga matalinong tela ay nag-aalok ng maaasahang solusyon.Ang mga tela na ito ay may mga katangian ng lambot, magaan ang timbang, at breathability at, sa gayon, ang potensyal na magkaroon ng kaginhawaan sa mga naisusuot na electronics.Sa mga nagdaang taon, ang masinsinang pagsisikap ay nakatuon sa pagbuo ng mga sistemang nakabatay sa tela sa mga sensitibong sensor, pag-aani ng enerhiya, at pag-iimbak (29–39).Sa partikular, ang matagumpay na pananaliksik ay naiulat sa optical fiber, piezoelectricity, at resistivity-based na smart textiles na inilapat sa pagsubaybay ng pulse at respiratory signals (40–43).Gayunpaman, ang mga matalinong tela na ito ay karaniwang may mababang sensitivity at isang parameter ng pagsubaybay at hindi maaaring gawin sa isang malaking sukat (talahanayan S1).Sa kaso ng pagsukat ng pulso, mahirap makuha ang detalyadong impormasyon dahil sa mahina at mabilis na pagbabagu-bago ng pulso (hal., mga feature point nito), at sa gayon, kinakailangan ang mataas na sensitivity at naaangkop na pagganap ng pagtugon sa dalas.
Sa pag-aaral na ito, ipinakilala namin ang triboelectric all-textile sensor array (TATSA) na may mataas na sensitivity para sa epidermal subtle pressure capturing, niniting gamit ang conductive at nylon yarns sa isang full cardigan stitch.Ang TATSA ay maaaring magbigay ng high pressure sensitivity (7.84 mV Pa−1), mabilis na oras ng pagtugon (20 ms), stability (>100,000 cycle), malawak na working frequency bandwidth (hanggang 20 Hz), at machine washability (>40 washes).Ito ay may kakayahang isama ang sarili nito nang maginhawa sa mga damit na may paghuhusga, kaginhawahan, at aesthetic appeal.Kapansin-pansin, ang aming TATSA ay maaaring direktang isama sa iba't ibang mga site ng tela na tumutugma sa mga pulse wave sa leeg, pulso, dulo ng daliri, at bukung-bukong mga posisyon at sa mga respiratory wave sa tiyan at dibdib.Upang suriin ang mahusay na pagganap ng TATSA sa real-time at malayong pagsubaybay sa kalusugan, bumuo kami ng isang personalized na intelligent na sistema ng pagsubaybay sa kalusugan upang patuloy na makakuha at mag-save ng mga physiological signal para sa pagsusuri ng cardiovascular disease (CAD) at ang pagtatasa ng sleep apnea syndrome (SAS ).
Tulad ng inilalarawan sa Fig. 1A, dalawang TATSA ang itinahi sa cuff at dibdib ng isang kamiseta upang paganahin ang dynamic at sabay-sabay na pagsubaybay sa mga signal ng pulso at paghinga, ayon sa pagkakabanggit.Ang mga physiological signal na ito ay ipinadala nang wireless sa intelligent mobile terminal application (APP) para sa karagdagang pagsusuri ng katayuan sa kalusugan.Ipinapakita ng Figure 1B ang TATSA na natahi sa isang piraso ng tela, at ang inset ay nagpapakita ng pinalaki na view ng TATSA, na niniting gamit ang katangiang conductive yarn at commercial nylon yarn na magkasama sa isang full cardigan stitch.Kung ikukumpara sa pangunahing plain stitch, ang pinakakaraniwan at pangunahing paraan ng pagniniting, ang buong cardigan stitch ay pinili dahil ang contact sa pagitan ng loop head ng conductive yarn at ang katabing tuck stitch head ng nylon yarn (fig. S1) ay isang ibabaw. sa halip na isang point contact, na humahantong sa isang mas malaking acting area para sa mataas na triboelectric effect.Upang ihanda ang conductive na sinulid, pinili namin ang hindi kinakalawang na asero bilang fixed core fiber, at ilang piraso ng one-ply Terylene yarns ang pinaikot sa paligid ng core fiber sa isang conductive yarn na may diameter na 0.2 mm (fig. S2), na nagsilbing parehong ibabaw ng electrification at ang conducting electrode.Ang naylon na sinulid, na may diameter na 0.15 mm at nagsilbing isa pang ibabaw ng elektripikasyon, ay may malakas na puwersa ng makunat dahil ito ay pinaikot ng mga hindi makalkulang sinulid (fig. S3).Ang Figure 1 (C at D, ayon sa pagkakabanggit) ay nagpapakita ng mga larawan ng fabricated conductive yarn at nylon yarn.Ang mga inset ay nagpapakita ng kani-kanilang scanning electron microscopy (SEM) na mga imahe, na nagpapakita ng tipikal na cross section ng conductive yarn at ang ibabaw ng nylon yarn.Ang mataas na tensile strength ng conductive at nylon yarns ay nagsisiguro ng kanilang kakayahan sa paghabi sa isang pang-industriya na makina upang mapanatili ang isang pare-parehong pagganap ng lahat ng mga sensor.Gaya ng ipinapakita sa Fig. 1E, ang conductive yarns, nylon yarns, at ordinary threads ay ipinulupot sa kani-kanilang cone, na pagkatapos ay ikinarga sa industriyal na computerized flat knitting machine para sa awtomatikong paghabi (pelikula S1).Gaya ng ipinapakita sa fig.S4, maraming TATSA ang niniting kasama ng ordinaryong tela gamit ang makinang pang-industriya.Ang isang solong TATSA na may kapal na 0.85 mm at may timbang na 0.28 g ay maaaring iayon mula sa buong istraktura para sa indibidwal na paggamit, na nagpapakita ng mahusay na pagkakatugma nito sa iba pang mga tela.Bilang karagdagan, ang mga TATSA ay maaaring idisenyo sa iba't ibang kulay upang matugunan ang mga aesthetic at fashionable na mga kinakailangan dahil sa pagkakaiba-iba ng mga komersyal na nylon yarns (Fig. 1F at fig. S5).Ang mga gawa-gawang TATSA ay may mahusay na lambot at ang kapasidad na makatiis ng malupit na baluktot o pagpapapangit (fig. S6).Ipinapakita ng Figure 1G ang TATSA na natahi nang direkta sa tiyan at cuff ng isang sweater.Ang proseso ng pagniniting ng sweater ay ipinapakita sa fig.S7 at pelikulang S2.Ang mga detalye ng harap at likod na bahagi ng nakaunat na TATSA sa posisyon ng tiyan ay ipinapakita sa fig.S8 (A at B, ayon sa pagkakabanggit), at ang posisyon ng conductive yarn at nylon yarn ay inilalarawan sa fig.S8C.Makikita dito na ang TATSA ay maaaring i-embed sa ordinaryong tela nang walang putol para sa isang maingat at matalinong hitsura.
(A) Dalawang TATSA ang isinama sa isang kamiseta para sa pagsubaybay sa mga signal ng pulso at paghinga sa real time.(B) Schematic na paglalarawan ng kumbinasyon ng TATSA at mga damit.Ipinapakita ng inset ang pinalaki na view ng sensor.(C) Larawan ng conductive yarn (scale bar, 4 cm).Ang inset ay ang SEM image ng cross section ng conductive yarn (scale bar, 100 μm), na binubuo ng stainless steel at Terylene yarns.(D) Larawan ng nylon yarn (scale bar, 4 cm).Ang inset ay ang SEM image ng nylon yarn surface (scale bar, 100 μm).(E) Larawan ng computerized flat knitting machine na nagsasagawa ng awtomatikong paghabi ng mga TATSA.(F) Larawan ng mga TATSA sa iba't ibang kulay (scale bar, 2 cm).Ang inset ay ang baluktot na TATSA, na nagpapakita ng mahusay na lambot nito.(G) Kuha ng dalawang TATSA na ganap at walang putol na natahi sa isang sweater.Credit ng larawan: Wenjing Fan, Chongqing University.
Upang pag-aralan ang gumaganang mekanismo ng TATSA, kabilang ang mga mekanikal at elektrikal na katangian nito, nagtayo kami ng isang geometric na modelo ng pagniniting ng TATSA, tulad ng ipinapakita sa Fig. 2A.Gamit ang buong cardigan stitch, ang conductive at nylon yarns ay magkakaugnay sa mga anyo ng mga loop unit sa direksyon ng kurso at wale.Ang isang solong istraktura ng loop (fig. S1) ay binubuo ng isang loop head, loop arm, rib-crossing part, tuck stitch arm, at tuck stitch head.Dalawang anyo ng contact surface sa pagitan ng dalawang magkaibang sinulid ay matatagpuan: (i) ang contact surface sa pagitan ng loop head ng conductive yarn at ang tuck stitch head ng nylon yarn at (ii) ang contact surface sa pagitan ng loop head ng ang nylon yarn at ang tuck stitch head ng conductive yarn.
(A) Ang TATSA na may harap, kanan, at itaas na gilid ng mga niniting na loop.(B) Resulta ng simulation ng pamamahagi ng puwersa ng isang TATSA sa ilalim ng inilapat na presyon ng 2 kPa gamit ang COMSOL software.(C) Mga larawang eskematiko ng paglilipat ng singil ng isang contact unit sa ilalim ng mga kondisyon ng short-circuit.(D) Mga resulta ng simulation ng pamamahagi ng singil ng isang contact unit sa ilalim ng kondisyon ng open circuit gamit ang COMSOL software.
Ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng TATSA ay maaaring ipaliwanag sa dalawang aspeto: panlabas na puwersa na pagpapasigla at ang sapilitan nitong singil.Upang madaling maunawaan ang pamamahagi ng stress bilang tugon sa panlabas na puwersa na pampasigla, ginamit namin ang pagtatasa ng finite element gamit ang COMSOL software sa iba't ibang panlabas na puwersa ng 2 at 0.2 kPa, ayon sa pagkakabanggit sa Fig. 2B at fig.S9.Lumilitaw ang stress sa mga contact surface ng dalawang yarns.Gaya ng ipinapakita sa fig.S10, isinasaalang-alang namin ang dalawang mga yunit ng loop upang linawin ang pamamahagi ng stress.Sa paghahambing ng pamamahagi ng stress sa ilalim ng dalawang magkaibang panlabas na pwersa, ang stress sa mga ibabaw ng conductive at nylon yarns ay tumataas sa tumaas na panlabas na puwersa, na nagreresulta sa contact at extrusion sa pagitan ng dalawang yarns.Kapag ang panlabas na puwersa ay pinakawalan, ang dalawang sinulid ay naghihiwalay at lumalayo sa isa't isa.
Ang mga paggalaw ng contact-separation sa pagitan ng conductive yarn at nylon yarn ay nag-uudyok sa paglilipat ng singil, na iniuugnay sa pagsasama ng triboelectrification at electrostatic induction.Upang linawin ang proseso ng pagbuo ng kuryente, sinusuri namin ang cross section ng lugar kung saan nakikipag-ugnay ang dalawang yarns sa isa't isa (Larawan 2C1).Tulad ng ipinakita sa Fig. 2 (C2 at C3, ayon sa pagkakabanggit), kapag ang TATSA ay pinasigla ng panlabas na puwersa at ang dalawang yarns ay nakikipag-ugnay sa isa't isa, ang electrification ay nangyayari sa ibabaw ng conductive at nylon yarns, at ang mga katumbas na singil na may kabaligtaran Ang mga polaridad ay nabuo sa ibabaw ng dalawang sinulid.Kapag ang dalawang sinulid ay naghiwalay, ang mga positibong singil ay naiimpluwensyahan sa panloob na hindi kinakalawang na asero dahil sa epekto ng electrostatic induction.Ang kumpletong eskematiko ay ipinapakita sa fig.S11.Upang makakuha ng higit na dami ng pag-unawa sa proseso ng pagbuo ng kuryente, ginaya namin ang potensyal na pamamahagi ng TATSA gamit ang COMSOL software (Fig. 2D).Kapag ang dalawang materyales ay nakikipag-ugnay, ang singil ay pangunahing nangongolekta sa materyal na friction, at isang maliit na halaga lamang ng sapilitan na singil ang naroroon sa elektrod, na nagreresulta sa maliit na potensyal (Larawan 2D, ibaba).Kapag ang dalawang materyales ay pinaghiwalay (Larawan 2D, itaas), ang sapilitan na singil sa elektrod ay tumataas dahil sa potensyal na pagkakaiba, at ang kaukulang potensyal na pagtaas, na nagpapakita ng isang mahusay na pagkakatugma sa pagitan ng mga resulta na nakuha mula sa mga eksperimento at mga mula sa simulation. .Higit pa rito, dahil ang conducting electrode ng TATSA ay nakabalot sa Terylene yarns at ang balat ay nakikipag-ugnayan sa parehong dalawang friction materials, samakatuwid, kapag ang TATSA ay direktang isinusuot sa balat, ang singil ay nakasalalay sa panlabas na puwersa at hindi manghina ng balat.
Upang makilala ang pagganap ng aming TATSA sa iba't ibang aspeto, nagbigay kami ng isang sistema ng pagsukat na naglalaman ng isang function generator, power amplifier, electrodynamic shaker, force gauge, electrometer, at computer (fig. S12).Ang system na ito ay bumubuo ng isang panlabas na dynamic na presyon ng hanggang sa 7 kPa.Sa eksperimento, ang TATSA ay inilagay sa isang flat plastic sheet sa isang libreng estado, at ang mga output electrical signal ay naitala ng electrometer.
Ang mga detalye ng conductive at nylon yarns ay nakakaapekto sa output performance ng TATSA dahil tinutukoy nila ang contact surface at kapasidad para makita ang external pressure.Upang imbestigahan ito, gumawa kami ng tatlong laki ng dalawang sinulid, ayon sa pagkakabanggit: conductive yarn na may sukat na 150D/3, 210D/3, at 250D/3 at nylon yarn na may sukat na 150D/6, 210D/6, at 250D /6 (D, denier; isang yunit ng pagsukat na ginagamit upang matukoy ang kapal ng hibla ng mga indibidwal na sinulid; ang mga telang may mataas na bilang ng denier ay malamang na makapal).Pagkatapos, pinili namin ang dalawang sinulid na ito na may iba't ibang laki upang mangunot ang mga ito sa isang sensor, at ang dimensyon ng TATSA ay pinanatili sa 3 cm ng 3 cm na may loop number na 16 sa direksyong wale at 10 sa direksyon ng kurso.Kaya, nakuha ang mga sensor na may siyam na pattern ng pagniniting.Ang sensor sa pamamagitan ng conductive yarn na may sukat na 150D/3 at nylon yarn na may sukat na 150D/6 ay ang thinnest, at ang sensor sa pamamagitan ng conductive yarn na may sukat na 250D/3 at nylon yarn na may sukat na 250D/ 6 ang pinakamakapal.Sa ilalim ng mekanikal na paggulo ng 0.1 hanggang 7 kPa, ang mga de-koryenteng output para sa mga pattern na ito ay sistematikong sinisiyasat at nasubok, tulad ng ipinapakita sa Fig. 3A.Ang mga boltahe ng output ng siyam na TATSA ay tumaas sa tumaas na inilapat na presyon, mula 0.1 hanggang 4 kPa.Sa partikular, sa lahat ng mga pattern ng pagniniting, ang detalye ng 210D/3 conductive yarn at 210D/6 nylon yarn ay naghatid ng pinakamataas na electrical output at nagpakita ng pinakamataas na sensitivity.Ang output boltahe ay nagpakita ng pagtaas ng trend sa pagtaas ng kapal ng TATSA (dahil sa sapat na contact surface) hanggang sa ang TATSA ay niniting gamit ang 210D/3 conductive yarn at 210D/6 nylon yarn.Dahil ang karagdagang pagtaas sa kapal ay hahantong sa pagsipsip ng panlabas na presyon ng mga sinulid, ang output boltahe ay bumaba nang naaayon.Higit pa rito, nabanggit na sa rehiyon ng mababang presyon (<4 kPa), ang isang mahusay na kumikilos na linear na pagkakaiba-iba sa boltahe ng output na may presyon ay nagbigay ng isang superior pressure sensitivity na 7.84 mV Pa−1.Sa rehiyon ng mataas na presyon (> 4 kPa), ang isang mas mababang sensitivity ng presyon ng 0.31 mV Pa−1 ay naobserbahang eksperimento dahil sa saturation ng epektibong lugar ng friction.Ang isang katulad na sensitivity ng presyon ay ipinakita sa panahon ng kabaligtaran na proseso ng paglalapat ng puwersa.Ang mga kongkretong profile ng oras ng output boltahe at kasalukuyang sa ilalim ng iba't ibang mga presyon ay ipinakita sa fig.S13 (A at B, ayon sa pagkakabanggit).
(A) Output boltahe sa ilalim ng siyam na pattern ng pagniniting ng conductive yarn (150D/3, 210D/3, at 250D/3) na pinagsama sa nylon yarn (150D/6, 210D/6, at 250D/6).(B) Ang tugon ng boltahe sa iba't ibang bilang ng mga unit ng loop sa parehong lugar ng tela kapag pinapanatili ang numero ng loop sa direksyong wale na hindi nagbabago.(C) Mga plot na nagpapakita ng frequency response sa ilalim ng dynamic na pressure na 1 kPa at pressure input frequency na 1 Hz.(D) Iba't ibang output at kasalukuyang boltahe sa ilalim ng mga frequency na 1, 5, 10, at 20 Hz.(E) Pagsusuri sa tibay ng isang TATSA sa ilalim ng presyon na 1 kPa.(F) Mga katangian ng output ng TATSA pagkatapos maghugas ng 20 at 40 beses.
Ang sensitivity at output boltahe ay naiimpluwensyahan din ng stitch density ng TATSA, na tinutukoy ng kabuuang bilang ng mga loop sa isang sinusukat na lugar ng tela.Ang pagtaas sa densidad ng tahi ay hahantong sa higit na pagiging compactness ng istraktura ng tela.Ipinapakita ng Figure 3B ang mga output performance sa ilalim ng iba't ibang mga loop number sa textile area na 3 cm by 3 cm, at ang inset ay naglalarawan ng istraktura ng loop unit (pinananatili namin ang loop number sa direksyon ng kurso sa 10, at ang loop number sa Ang direksyon lamang ay 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, at 26).Sa pamamagitan ng pagtaas ng loop number, ang output voltage ay unang nagpakita ng pagtaas ng trend dahil sa pagtaas ng contact surface, hanggang sa maximum na output voltage peak na 7.5 V na may loop number na 180. Pagkatapos ng puntong ito, ang output voltage ay sumunod sa isang bumababa na trend dahil ang Naging masikip ang TATSA, at ang dalawang sinulid ay may nabawasang espasyo sa paghihiwalay ng contact.Upang tuklasin kung saang direksyon ang density ay may malaking epekto sa output, pinanatili namin ang loop number ng TATSA sa wale na direksyon sa 18, at ang loop number sa direksyon ng kurso ay itinakda na 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, at 14. Ang kaukulang mga boltahe ng output ay ipinapakita sa fig.S14.Sa paghahambing, makikita natin na ang density sa direksyon ng kurso ay may mas malaking impluwensya sa output boltahe.Bilang resulta, ang pattern ng pagniniting ng 210D/3 conductive yarn at 210D/6 nylon yarn at 180 loop units ay pinili upang mangunot ang TATSA pagkatapos ng komprehensibong pagsusuri ng mga katangian ng output.Higit pa rito, inihambing namin ang mga output signal ng dalawang textile sensor gamit ang buong cardigan stitch at plain stitch.Gaya ng ipinapakita sa fig.S15, ang electrical output at sensitivity gamit ang full cardigan stitch ay mas mataas kaysa sa paggamit ng plain stitch.
Sinukat ang oras ng pagtugon para sa pagsubaybay sa mga real-time na signal.Upang suriin ang oras ng pagtugon ng aming sensor sa mga panlabas na puwersa, inihambing namin ang mga signal ng boltahe ng output sa mga dynamic na input ng presyon sa dalas ng 1 hanggang 20 Hz (Larawan 3C at fig. S16, ayon sa pagkakabanggit).Ang output voltage waveform ay halos magkapareho sa input sinusoidal pressure waves sa ilalim ng pressure na 1 kPa, at ang output waveform ay may mabilis na response time (mga 20 ms).Ang hysteresis na ito ay maaaring maiugnay sa nababanat na istraktura na hindi bumalik sa orihinal na estado sa lalong madaling panahon pagkatapos matanggap ang panlabas na puwersa.Gayunpaman, ang maliit na hysteresis na ito ay katanggap-tanggap para sa real-time na pagsubaybay.Upang makuha ang dynamic na presyon na may isang tiyak na saklaw ng dalas, inaasahan ang isang naaangkop na tugon sa dalas ng TATSA.Kaya, ang dalas na katangian ng TATSA ay nasubok din.Sa pamamagitan ng pagtaas ng panlabas na kapana-panabik na dalas, ang amplitude ng output boltahe ay nanatiling halos hindi nagbabago, samantalang ang amplitude ng kasalukuyang ay tumaas kapag ang mga tapping frequency ay nag-iba mula 1 hanggang 20 Hz (Fig. 3D).
Upang suriin ang pag-uulit, katatagan, at tibay ng TATSA, sinubukan namin ang output boltahe at kasalukuyang mga tugon sa pressure loading-unloading cycles.Ang isang presyon ng 1 kPa na may dalas na 5 Hz ay inilapat sa sensor.Ang peak-to-peak na boltahe at kasalukuyang ay naitala pagkatapos ng 100,000 loading-unloading cycle (Fig. 3E at fig. S17, ayon sa pagkakabanggit).Ang pinalaki na mga view ng boltahe at ang kasalukuyang waveform ay ipinapakita sa inset ng Fig. 3E at fig.S17, ayon sa pagkakabanggit.Ang mga resulta ay nagpapakita ng kahanga-hangang pag-uulit, katatagan, at tibay ng TATSA.Ang kakayahang hugasan ay isa ring mahalagang pamantayan sa pagtatasa ng TATSA bilang isang all-textile device.Upang suriin ang kakayahang maghugas, sinubukan namin ang output boltahe ng sensor pagkatapos naming hugasan ng makina ang TATSA ayon sa American Association of Textile Chemists and Colorists (AATCC) Test Method 135-2017.Ang detalyadong pamamaraan ng paghuhugas ay inilarawan sa Mga Materyales at Paraan.Tulad ng ipinapakita sa Fig. 3F, ang mga de-koryenteng output ay naitala pagkatapos ng paghuhugas ng 20 beses at 40 beses, na nagpakita na walang mga natatanging pagbabago ng output boltahe sa buong mga pagsubok sa paghuhugas.Ang mga resultang ito ay nagpapatunay sa kahanga-hangang washability ng TATSA.Bilang isang naisusuot na textile sensor, ginalugad din namin ang pagganap ng output kapag ang TATSA ay nasa tensile (fig. S18), twisted (fig. S19), at iba't ibang mga kondisyon ng humidity (fig. S20).
Sa batayan ng maraming pakinabang ng TATSA na ipinakita sa itaas, bumuo kami ng wireless mobile health monitoring system (WMHMS), na may kakayahang patuloy na makakuha ng physiological signal at pagkatapos ay magbigay ng propesyonal na payo para sa isang pasyente.Ipinapakita ng Figure 4A ang scheme diagram ng WMHMS batay sa TATSA.Ang sistema ay may apat na bahagi: ang TATSA upang makakuha ng analog na physiological signal, isang analog conditioning circuit na may low-pass filter (MAX7427) at isang amplifier (MAX4465) upang matiyak ang sapat na mga detalye at mahusay na synchronism ng mga signal, isang analog-to-digital converter batay sa isang microcontroller unit para kolektahin at i-convert ang mga analog signal sa digital signal, at isang Bluetooth module (CC2640 low-power Bluetooth chip) para ipadala ang digital signal sa mobile phone terminal application (APP; Huawei Honor 9).Sa pag-aaral na ito, walang putol naming tinahi ang TATSA sa isang puntas, wristband, fingerstall, at medyas, tulad ng ipinapakita sa Fig. 4B.
(A) Paglalarawan ng WMHMS.(B) Mga larawan ng mga TATSA na itinahi sa isang wristband, fingerstall, medyas, at strap sa dibdib, ayon sa pagkakabanggit.Pagsukat ng pulso sa (C1) leeg, (D1) pulso, (E1) dulo ng daliri, at (F1) bukung-bukong.Pulse waveform sa (C2) leeg, (D2) pulso, (E2) fingertip, at (F2) ankle.(G) Mga waveform ng pulso ng iba't ibang edad.(H) Pagsusuri ng iisang pulse wave.Radial augmentation index (AIx) na tinukoy bilang AIx (%) = P2/P1.Ang P1 ay ang rurok ng sumusulong na alon, at ang P2 ay ang rurok ng sinasalamin na alon.(I) Isang pulse cycle ng brachial at bukung-bukong.Ang bilis ng alon ng pulso (PWV) ay tinukoy bilang PWV = D/∆T.Ang D ay ang distansya sa pagitan ng bukung-bukong at ng brachial.Ang ∆T ay ang pagkaantala ng oras sa pagitan ng mga taluktok ng ankle at brachial pulse waves.PTT, oras ng pagbibiyahe ng pulso.(J) Paghahambing ng AIx at brachial-ankle PWV (BAPWV) sa pagitan ng malusog at CAD.*P <0.01, **P <0.001, at ***P <0.05.HTN, hypertension;CHD, coronary heart disease;DM, diabetes mellitus.Credit ng larawan: Jin Yang, Chongqing University.
Upang masubaybayan ang mga signal ng pulso ng iba't ibang bahagi ng katawan ng tao, inilakip namin ang mga nabanggit na dekorasyon na may mga TATSA sa mga kaukulang posisyon: leeg (Larawan 4C1), pulso (Larawan 4D1), dulo ng daliri (Larawan 4E1), at bukung-bukong (Larawan 4F1). ), gaya ng ipinaliwanag sa mga pelikulang S3 hanggang S6.Sa medisina, mayroong tatlong malaking feature point sa pulse wave: ang peak ng advancing wave P1, ang peak ng reflected wave na P2, at ang peak ng dicrotic wave na P3.Ang mga katangian ng mga feature point na ito ay sumasalamin sa estado ng kalusugan ng arterial elasticity, peripheral resistance, at left ventricular contractility na nauugnay sa cardiovascular system.Ang mga pulse waveform ng isang 25-taong-gulang na babae sa apat na posisyon sa itaas ay nakuha at naitala sa aming pagsubok.Tandaan na ang tatlong nakikilalang mga punto ng tampok (P1 hanggang P3) ay naobserbahan sa pulse waveform sa mga posisyon ng leeg, pulso, at daliri, tulad ng ipinapakita sa Fig. 4 (C2 hanggang E2).Sa kabaligtaran, ang P1 at P3 lamang ang lumitaw sa pulse waveform sa posisyon ng bukung-bukong, at ang P2 ay wala (Fig. 4F2).Ang resulta na ito ay sanhi ng superposisyon ng papasok na alon ng dugo na inilabas ng kaliwang ventricle at ang sinasalamin na alon mula sa ibabang paa (44).Ipinakita ng mga naunang pag-aaral na ang P2 ay nagpapakita sa mga waveform na sinusukat sa itaas na mga paa't kamay ngunit hindi sa bukung-bukong (45, 46).Napansin namin ang magkatulad na mga resulta sa mga waveform na sinusukat sa TATSA, tulad ng ipinapakita sa fig.S21, na nagpapakita ng tipikal na data mula sa populasyon ng 80 pasyente na pinag-aralan dito.Makikita natin na ang P2 ay hindi lumitaw sa mga pulse waveform na ito na sinusukat sa bukung-bukong, na nagpapakita ng kakayahan ng TATSA na makakita ng mga banayad na tampok sa loob ng waveform.Ang mga resulta ng pagsukat ng pulso na ito ay nagpapahiwatig na ang aming WMHMS ay maaaring tumpak na magbunyag ng mga katangian ng pulse wave ng upper at lower body at na ito ay higit na mataas sa iba pang mga gawa (41, 47).Upang higit pang ipahiwatig na ang aming TATSA ay maaaring malawak na mailapat sa iba't ibang edad, sinukat namin ang mga pulse waveform ng 80 na paksa sa iba't ibang edad, at nagpakita kami ng ilang karaniwang data, tulad ng ipinapakita sa fig.S22.Tulad ng ipinapakita sa Fig. 4G, pumili kami ng tatlong kalahok na may edad na 25, 45, at 65 taong gulang, at ang tatlong tampok na punto ay halata para sa mga bata at nasa katanghaliang-gulang na mga kalahok.Ayon sa medikal na literatura (48), ang mga katangian ng karamihan sa mga waveform ng pulso ng mga tao ay nagbabago habang sila ay tumatanda, tulad ng paglaho ng puntong P2, na dulot ng sinasalamin na alon na sumulong upang ipatong ang sarili sa sumusulong na alon sa pamamagitan ng pagbaba ng vascular elasticity.Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay makikita rin sa mga waveform na aming nakolekta, na higit pang nagpapatunay na ang TATSA ay maaaring ilapat sa iba't ibang populasyon.
Ang pulso waveform ay apektado hindi lamang ng pisyolohikal na estado ng indibidwal kundi pati na rin ng mga kondisyon ng pagsubok.Samakatuwid, sinukat namin ang mga signal ng pulso sa ilalim ng magkakaibang higpit ng contact sa pagitan ng TATSA at ng balat (fig. S23) at iba't ibang mga posisyon sa pag-detect sa lugar ng pagsukat (fig. S24).Matatagpuan na ang TATSA ay maaaring makakuha ng pare-parehong pulse waveform na may detalyadong impormasyon sa paligid ng sisidlan sa isang malaking epektibong lugar ng pag-detect sa lugar ng pagsukat.Bilang karagdagan, may mga natatanging output signal sa ilalim ng iba't ibang higpit ng contact sa pagitan ng TATSA at ng balat.Bilang karagdagan, ang paggalaw ng mga indibidwal na may suot na mga sensor ay makakaapekto sa mga signal ng pulso.Kapag ang pulso ng paksa ay nasa isang static na kondisyon, ang amplitude ng nakuha na pulse waveform ay matatag (fig. S25A);sa kabaligtaran, kapag ang pulso ay dahan-dahang gumagalaw sa isang anggulo mula −70° hanggang 70° sa loob ng 30 s, ang amplitude ng pulse waveform ay magbabago (fig. S25B).Gayunpaman, ang tabas ng bawat pulse waveform ay nakikita, at ang pulse rate ay maaari pa ring tumpak na makuha.Malinaw, upang makamit ang matatag na pulse wave acquisition sa paggalaw ng tao, ang karagdagang trabaho kasama ang disenyo ng sensor at back-end na pagpoproseso ng signal ay kailangan upang masaliksik.
Higit pa rito, upang pag-aralan at masuri ang dami ng kondisyon ng cardiovascular system sa pamamagitan ng nakuhang pulse waveform gamit ang aming TATSA, ipinakilala namin ang dalawang hemodynamic na parameter ayon sa pagtatasa ng detalye ng cardiovascular system, ibig sabihin, ang augmentation index (AIx) at ang bilis ng pulse wave. (PWV), na kumakatawan sa pagkalastiko ng mga arterya.Tulad ng ipinapakita sa Fig. 4H, ang pulse waveform sa posisyon ng pulso ng 25-taong-gulang na malusog na lalaki ay ginamit para sa pagsusuri ng AIx.Ayon sa formula (seksyon S1), nakuha ang AIx = 60%, na isang normal na halaga.Pagkatapos, sabay-sabay naming nakolekta ang dalawang pulse waveform sa mga posisyon ng braso at bukung-bukong ng kalahok na ito (ang detalyadong paraan ng pagsukat ng pulse waveform ay inilarawan sa Mga Materyales at Paraan).Tulad ng ipinapakita sa Fig. 4I, ang mga tampok na punto ng dalawang pulse waveform ay naiiba.Pagkatapos ay kinakalkula namin ang PWV ayon sa formula (seksyon S1).PWV = 1363 cm/s, na isang katangiang halaga na inaasahan sa isang malusog na lalaking nasa hustong gulang, ay nakuha.Sa kabilang banda, makikita natin na ang mga sukatan ng AIx o PWV ay hindi apektado ng amplitude difference ng pulse waveform, at ang mga halaga ng AIx sa iba't ibang bahagi ng katawan ay iba-iba.Sa aming pag-aaral, ginamit ang radial AIx.Upang i-verify ang pagiging angkop ng WMHMS sa iba't ibang tao, pumili kami ng 20 kalahok sa malusog na grupo, 20 sa pangkat ng hypertension (HTN), 20 sa pangkat ng coronary heart disease (CHD) na may edad mula 50 hanggang 59 taong gulang, at 20 sa pangkat pangkat ng diabetes mellitus (DM).Sinukat namin ang kanilang mga pulse wave at inihambing ang kanilang dalawang parameter, AIx at PWV, tulad ng ipinakita sa Fig. 4J.Makikita na ang mga halaga ng PWV ng mga pangkat ng HTN, CHD, at DM ay mas mababa kumpara sa malusog na grupo at may pagkakaiba sa istatistika (PHTN ≪ 0.001, PCHD ≪ 0.001, at PDM ≪ 0.001; ang mga halaga ng P ay kinakalkula ng t pagsusulit).Samantala, ang mga halaga ng AIx ng mga pangkat ng HTN at CHD ay mas mababa kumpara sa malusog na pangkat at may pagkakaiba sa istatistika (PHTN <0.01, PCHD <0.001, at PDM <0.05).Ang PWV at AIx ng mga kalahok na may CHD, HTN, o DM ay mas mataas kaysa sa mga nasa malusog na grupo.Ang mga resulta ay nagpapakita na ang TATSA ay may kakayahang tumpak na makuha ang pulse waveform upang makalkula ang cardiovascular parameter upang masuri ang katayuan sa kalusugan ng cardiovascular.Sa konklusyon, dahil sa wireless, high-resolution, high-sensitivity na mga katangian at ginhawa nito, ang WMHMS batay sa TATSA ay nagbibigay ng mas mahusay na alternatibo para sa real-time na pagsubaybay kaysa sa kasalukuyang mamahaling kagamitang medikal na ginagamit sa mga ospital.
Bukod sa pulse wave, ang impormasyon sa paghinga ay isa ring pangunahing vital sign upang makatulong sa pagtatasa ng pisikal na kondisyon ng isang indibidwal.Ang pagsubaybay sa paghinga batay sa aming TATSA ay mas kaakit-akit kaysa sa kumbensyonal na polysomnography dahil maaari itong isama nang walang putol sa mga damit para sa mas mahusay na kaginhawahan.Itinahi sa isang puting nababanat na strap ng dibdib, ang TATSA ay direktang itinali sa katawan ng tao at sinigurado sa paligid ng dibdib para sa pagsubaybay sa paghinga (Larawan 5A at pelikula S7).Na-deform ang TATSA sa pagpapalawak at pag-urong ng ribcage, na nagreresulta sa isang de-koryenteng output.Ang nakuha na waveform ay napatunayan sa Fig. 5B.Ang signal na may malalaking pagbabagu-bago (isang amplitude na 1.8 V) at mga pana-panahong pagbabago (isang dalas ng 0.5 Hz) ay tumutugma sa paggalaw ng paghinga.Ang medyo maliit na fluctuation signal ay nakapatong sa malaking fluctuation signal na ito, na siyang heartbeat signal.Ayon sa mga katangian ng dalas ng mga signal ng paghinga at tibok ng puso, gumamit kami ng 0.8-Hz low-pass na filter at isang 0.8- hanggang 20-Hz band-pass na filter upang paghiwalayin ang mga signal ng respiratory at heartbeat, ayon sa pagkakabanggit, tulad ng ipinapakita sa Fig. 5C .Sa kasong ito, ang mga stable na respiratory at pulse signal na may masaganang physiological information (gaya ng respiratory rate, heartbeat rate, at feature point ng pulse wave) ay nakuha nang sabay-sabay at tumpak sa pamamagitan lamang ng paglalagay ng solong TATSA sa dibdib.
(A) Larawang nagpapakita ng pagpapakita ng TATSA na inilagay sa dibdib para sa pagsukat ng signal sa presyon na nauugnay sa paghinga.(B) Voltage-time plot para sa TATSA na naka-mount sa dibdib.(C) Decomposition ng signal (B) sa tibok ng puso at ang respiratory waveform.(D) Larawang nagpapakita ng dalawang TATSA na inilagay sa tiyan at pulso para sa pagsukat ng paghinga at pulso, ayon sa pagkakabanggit, habang natutulog.(E) Mga senyales ng paghinga at pulso ng isang malusog na kalahok.HR, rate ng puso;BPM, mga beats kada minuto.(F) Mga senyales ng paghinga at pulso ng isang kalahok sa SAS.(G) Respiratory signal at PTT ng isang malusog na kalahok.(H) Respiratory signal at PTT ng isang kalahok sa SAS.(I) Relasyon sa pagitan ng PTT arousal index at apnea-hypopnea index (AHI).Credit ng larawan: Wenjing Fan, Chongqing University.
Upang patunayan na tumpak at mapagkakatiwalaang masusubaybayan ng aming sensor ang mga signal ng pulso at paghinga, nagsagawa kami ng isang eksperimento upang ihambing ang mga resulta ng pagsukat ng mga signal ng pulso at paghinga sa pagitan ng aming mga TATSA at isang karaniwang instrumentong medikal (MHM-6000B), tulad ng ipinaliwanag sa mga pelikulang S8 at S9.Sa pagsukat ng pulse wave, ang photoelectric sensor ng medikal na instrumento ay isinusuot sa kaliwang hintuturo ng isang batang babae, at samantala, ang aming TATSA ay isinusuot sa kanyang kanang hintuturo.Mula sa dalawang nakuha na mga waveform ng pulso, makikita natin na ang kanilang mga contour at mga detalye ay magkapareho, na nagpapahiwatig na ang pulso na sinusukat ng TATSA ay kasing tumpak ng medikal na instrumento.Sa pagsukat ng respiration wave, limang electrocardiographic electrodes ang nakakabit sa limang bahagi ng katawan ng isang binata ayon sa medikal na pagtuturo.Sa kaibahan, isang TATSA lamang ang direktang nakatali sa katawan at naka-secure sa dibdib.Mula sa mga nakolektang signal ng paghinga, makikita na ang pagkakaiba-iba ng ugali at rate ng nakitang signal ng paghinga ng aming TATSA ay naaayon sa iyon ng medikal na instrumento.Ang dalawang eksperimento sa paghahambing na ito ay nagpatunay sa katumpakan, pagiging maaasahan, at pagiging simple ng aming sensor system para sa pagsubaybay sa mga signal ng pulso at paghinga.
Higit pa rito, gumawa kami ng isang piraso ng matalinong damit at tinahi ang dalawang TATSA sa mga posisyon ng tiyan at pulso para sa pagsubaybay sa mga signal ng paghinga at pulso, ayon sa pagkakabanggit.Sa partikular, ang isang binuo na dual-channel na WMHMS ay ginamit upang makuha ang mga signal ng pulso at paghinga nang sabay-sabay.Sa pamamagitan ng sistemang ito, nakuha namin ang mga respiratory at pulse signal ng isang 25 taong gulang na lalaki na nakasuot ng aming matalinong damit habang natutulog (Larawan 5D at pelikula S10) at nakaupo (fig. S26 at pelikula S11).Ang nakuhang mga signal ng paghinga at pulso ay maaaring maipadala nang wireless sa APP ng mobile phone.Tulad ng nabanggit sa itaas, ang TATSA ay may kakayahang makuha ang mga signal ng paghinga at pulso.Ang dalawang senyales na ito ng pisyolohikal ay ang pamantayan din upang matantya ang SAS sa medikal na paraan.Samakatuwid, ang aming TATSA ay maaari ding gamitin upang masubaybayan at masuri ang kalidad ng pagtulog at mga kaugnay na karamdaman sa pagtulog.Tulad ng ipinapakita sa Fig. 5 (E at F, ayon sa pagkakabanggit), patuloy naming sinusukat ang pulso at respiratory waveform ng dalawang kalahok, isang malusog at isang pasyente na may SAS.Para sa taong walang apnea, ang sinusukat na respiratory at pulse rate ay nanatiling stable sa 15 at 70, ayon sa pagkakabanggit.Para sa pasyente na may SAS, ang isang natatanging apnea sa loob ng 24 s, na isang indikasyon ng isang obstructive respiratory event, ay naobserbahan, at ang rate ng puso ay bahagyang tumaas pagkatapos ng isang panahon ng apnea dahil sa regulasyon ng nervous system (49).Sa buod, ang katayuan sa paghinga ay maaaring masuri ng aming TATSA.
Upang higit pang masuri ang uri ng SAS sa pamamagitan ng pulse at respiratory signals, sinuri namin ang pulse transit time (PTT), isang noninvasive indicator na sumasalamin sa mga pagbabago sa peripheral vascular resistance at intrathoracic pressure (tinukoy sa seksyon S1) ng isang malusog na lalaki at isang pasyente na may SAS.Para sa malusog na kalahok, ang rate ng paghinga ay nanatiling hindi nagbabago, at ang PTT ay medyo matatag mula 180 hanggang 310 ms (Larawan 5G).Gayunpaman, para sa kalahok ng SAS, ang PTT ay patuloy na tumaas mula 120 hanggang 310 ms sa panahon ng apnea (Larawan 5H).Kaya, ang kalahok ay nasuri na may obstructive SAS (OSAS).Kung bumaba ang pagbabago sa PTT sa panahon ng apnea, matutukoy ang kundisyon bilang central sleep apnea syndrome (CSAS), at kung magkasabay na umiral ang dalawang sintomas na ito, matutukoy ito bilang mixed SAS (MSAS).Upang masuri ang kalubhaan ng SAS, sinuri pa namin ang mga nakolektang signal.PTT arousal index, na kung saan ay ang bilang ng PTT arousal kada oras (PTT arousal ay tinukoy bilang isang pagbagsak sa PTT na ≥15 ms na tumatagal ng ≥3 s), ay gumaganap ng mahalagang papel sa pagsusuri sa antas ng SAS.Ang apnea-hypopnea index (AHI) ay isang pamantayan para sa pagtukoy sa antas ng SAS (ang apnea ay ang paghinto ng paghinga, at ang hypopnea ay sobrang mababaw na paghinga o isang abnormal na mababang respiratory rate), na tinukoy bilang ang bilang ng mga apnea at hypopnea bawat oras habang natutulog (ang relasyon sa pagitan ng AHI at ang pamantayan ng rating para sa OSAS ay ipinapakita sa talahanayan S2).Upang siyasatin ang kaugnayan sa pagitan ng AHI at ng PTT arousal index, ang mga senyales ng paghinga ng 20 mga pasyente na may SAS ay napili at nasuri sa mga TATSA.Tulad ng ipinapakita sa Fig. 5I, ang PTT arousal index ay positibong nauugnay sa AHI, dahil ang apnea at hypopnea sa panahon ng pagtulog ay nagiging sanhi ng halata at lumilipas na pagtaas ng presyon ng dugo, na humahantong sa pagbaba sa PTT.Samakatuwid, ang aming TATSA ay maaaring makakuha ng matatag at tumpak na mga signal ng pulso at paghinga nang sabay-sabay, kaya nagbibigay ng mahalagang pisyolohikal na impormasyon sa cardiovascular system at SAS para sa pagsubaybay at pagsusuri ng mga kaugnay na sakit.
Sa buod, bumuo kami ng TATSA gamit ang buong cardigan stitch para makita ang iba't ibang physiological signal nang sabay-sabay.Itinampok ng sensor na ito ang mataas na sensitivity na 7.84 mV Pa−1, mabilis na oras ng pagtugon na 20 ms, mataas na stability ng higit sa 100,000 cycle, at malawak na working frequency bandwidth.Sa batayan ng TATSA, binuo din ang isang WMHMS upang maihatid ang sinusukat na mga parameter ng physiological sa isang mobile phone.Maaaring isama ang TATSA sa iba't ibang site ng mga damit para sa aesthetic na disenyo at ginagamit upang sabay na subaybayan ang pulso at respiratory signal sa real time.Maaaring ilapat ang system upang makatulong na makilala ang mga malulusog na indibidwal at ang may CAD o SAS dahil sa kakayahan nitong kumuha ng detalyadong impormasyon.Ang pag-aaral na ito ay nagbigay ng kumportable, mahusay, at madaling gamitin na diskarte para sa pagsukat ng pulso at paghinga ng tao, na kumakatawan sa isang pagsulong sa pagbuo ng mga naisusuot na textile electronics.
Ang hindi kinakalawang na asero ay paulit-ulit na dumaan sa amag at nakaunat upang bumuo ng isang hibla na may diameter na 10 μm.Isang hindi kinakalawang na asero na hibla habang ang elektrod ay ipinasok sa ilang piraso ng komersyal na one-ply na Terylene yarns.
Ang isang function generator (Stanford DS345) at isang amplifier (LabworkPa-13) ay ginamit upang magbigay ng sinusoidal pressure signal.Ang isang dual-range force sensor (Vernier Software & Technology LLC) ay ginamit upang sukatin ang panlabas na presyon na inilapat sa TATSA.Ang isang Keithley system electrometer (Keithley 6514) ay ginamit upang subaybayan at i-record ang output boltahe at kasalukuyang ng TATSA.
Ayon sa AATCC Test Method 135-2017, ginamit namin ang TATSA at sapat na ballast bilang 1.8-kg na load at pagkatapos ay inilagay namin ang mga ito sa isang commercial laundering machine (Labtex LBT-M6T) para magsagawa ng mga pinong cycle ng paghuhugas ng makina.Pagkatapos, pinunan namin ang makina ng paglalaba ng 18 galon ng tubig sa 25°C at itinakda ang washer para sa napiling cycle at oras ng paghuhugas (bilis ng pagkabalisa, 119 stroke kada minuto; oras ng paghuhugas, 6 min; bilis ng huling pag-ikot, 430 rpm; pangwakas oras ng pag-ikot, 3 min).Sa huli, ang TATSA ay isinasabit nang tuyo sa hangin sa silid na temperatura na hindi mas mataas sa 26°C.
Ang mga paksa ay inutusan na humiga sa isang nakahiga na posisyon sa kama.Ang TATSA ay inilagay sa mga lugar ng pagsukat.Kapag ang mga paksa ay nasa karaniwang posisyong nakahiga, pinananatili nila ang isang ganap na nakakarelaks na estado sa loob ng 5 hanggang 10 min.Nagsimulang magsukat ang signal ng pulso.
Ang karagdagang materyal para sa artikulong ito ay makukuha sa https://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/6/11/eaay2840/DC1
Larawan S9.Resulta ng simulation ng force distribution ng isang TATSA sa ilalim ng mga inilapat na pressure sa 0.2 kPa gamit ang COMSOL software.
Larawan S10.Mga resulta ng simulation ng pamamahagi ng puwersa ng isang contact unit sa ilalim ng mga inilapat na presyon sa 0.2 at 2 kPa, ayon sa pagkakabanggit.
Larawan S11.Kumpletuhin ang eskematiko na mga paglalarawan ng paglilipat ng singil ng isang contact unit sa ilalim ng short-circuit na mga kondisyon.
Larawan S13.Patuloy na output boltahe at kasalukuyang ng TATSA bilang tugon sa patuloy na inilapat na panlabas na presyon sa isang ikot ng pagsukat.
Larawan S14.Ang tugon ng boltahe sa iba't ibang bilang ng mga loop unit sa parehong lugar ng tela kapag pinapanatili ang numero ng loop sa direksyong wale na hindi nagbabago.
Larawan S15.Isang paghahambing sa pagitan ng output performance ng dalawang textile sensor gamit ang full cardigan stitch at plain stitch.
Larawan S16.Mga plot na nagpapakita ng frequency response sa dynamic na pressure na 1 kPa at pressure input frequency na 3, 5, 7, 9, 10, 11, 13, 15, 18, at 20 Hz.
Larawan S25.Ang mga boltahe ng output ng sensor kapag ang paksa ay nasa static at motion na mga kondisyon.
Larawan S26.Larawang nagpapakita ng mga TATSA na inilagay sa tiyan at pulso nang sabay-sabay para sa pagsukat ng paghinga at pulso, ayon sa pagkakabanggit.
Ito ay isang open-access na artikulo na ipinamamahagi sa ilalim ng mga tuntunin ng Creative Commons Attribution-NonCommercial na lisensya, na nagpapahintulot sa paggamit, pamamahagi, at pagpaparami sa anumang medium, hangga't ang resulta ng paggamit ay hindi para sa komersyal na kalamangan at kung ang orihinal na gawa ay maayos. binanggit.
TANDAAN: Hinihiling lang namin ang iyong email address upang malaman ng taong inirerekomenda mo ang page na gusto mong makita nila ito, at hindi ito junk mail.Hindi kami kumukuha ng anumang email address.
Ni Wenjing Fan, Qiang He, Keyu Meng, Xulong Tan, Zhihao Zhou, Gaoqiang Zhang, Jin Yang, Zhong Lin Wang
Isang triboelectric all-textile sensor na may mataas na pressure sensitivity at ginhawa ay binuo para sa pagsubaybay sa kalusugan.
Ni Wenjing Fan, Qiang He, Keyu Meng, Xulong Tan, Zhihao Zhou, Gaoqiang Zhang, Jin Yang, Zhong Lin Wang
Isang triboelectric all-textile sensor na may mataas na pressure sensitivity at ginhawa ay binuo para sa pagsubaybay sa kalusugan.
© 2020 American Association for the Advancement of Science.Lahat ng karapatan ay nakalaan.Ang AAAS ay kasosyo ng HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef at COUNTER.Science Advances ISSN 2375-2548.
Oras ng post: Mar-27-2020