印度理工学院焦特布尔分校的研究人员正在开发下一代柔性半导体设备,旨在用于持续健康监测、早期疾病检测以及在严苛环境下的生理评估。这项工作正在由电气工程系助理教授阿克沙伊·穆德吉尔博士领导的HESTECH(混合电子传感器技术)实验室进行。研究重点在于软性、灵活且智能的半导体设备,能够实时监测人体发出的关键生理和生化信号。这些可穿戴传感器旨在追踪心率、肌肉活动、体温和皮肤压力等参数,同时确保长时间佩戴的舒适性。
据穆德吉尔博士介绍,这项工作的动力在于解决可及性持续健康监测方面存在的关键缺口。他表示,印度和全球的许多健康状况被检测出来时已经太晚,因为持续监测在专业场景之外仍然十分有限。目标就是开发能够舒适地持续监测身体信号的半导体设备,从而实现早期发现和及时干预。
这项研究的一个关键组成部分是有机电化学晶体管,这是一类适合与生物信号和体液接口的半导体器件。与传统的刚性电子设备不同,基于OECT的平台能够在柔性形态下实现电学和生化传感。HESTECH实验室正在开发使用生物相容性混合半导体材料的低功耗可穿戴传感器,这些传感器可以制造在薄而柔性的基底上,使其成为实现连续、无创监测的皮肤贴合设备的理想选择。
穆德吉尔博士解释说,团队正在探索单个半导体平台能否同时捕捉身体的电活动以及与疾病相关的生化特征。利用OECT技术,他们正在构建紧凑、灵活的设备,以监测心脏活动、肌肉反应和疾病相关生物标志物。
一个主要应用领域是早期疾病筛查。该团队正在开发能够检测唾液、血清和血液等生物体液中临床相关生物标志物的生化传感器。未来,这些便携式系统可以支持牙科诊所、农村医疗营地和移动医疗单位的即时诊断。
与此同时,该实验室还在研究用于身体健康监测的可穿戴传感器,包括用于心脏评估的软性心电图贴片、用于肌肉活动追踪的肌电图传感器,以及用于检测高风险患者早期压疮征兆的压力和温度传感器。
这项技术在国防和极端环境应用中也具有巨大潜力。柔性半导体传感器可以集成到制服或可穿戴贴片中,以监测训练或野外作业期间的生理压力指标,如心脏负荷、脱水、疲劳、热应激和肌肉劳损。穆德吉尔博士指出,在国防环境中,这种设备可以实现对人员的实时生理监测,支持更好的决策,减少与压力相关的伤害,并提升任务准备状态。
他强调,印度理工学院焦特布尔分校的目标是确保创新转化为实际影响,而基于半导体的可穿戴技术可以创造一个健康监测持续、舒适且智能的未来。通过持续的研究和转化开发,这项技术有望显著改善诊断的可及性,实现预防性医疗,并为民用和国防应用提供先进的监测解决方案。
(除标题外,本文未经NDTV工作人员编辑,来源于联合供稿。)
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