Awọn ẹrọ itanna aṣọ wiwọ jẹ iwunilori gaan fun riri iṣakoso ilera ti ara ẹni.Bibẹẹkọ, ẹrọ itanna asọ ti a royin pupọ julọ le boya lorekore dojukọ ifihan agbara ti ẹkọ iṣe-ara ẹyọkan tabi padanu awọn alaye ti o han gbangba ti awọn ifihan agbara, ti o yori si igbelewọn ilera apa kan.Pẹlupẹlu, awọn aṣọ wiwọ pẹlu ohun-ini to dara julọ ati itunu tun jẹ ipenija.Nibi, a jabo triboelectric gbogbo-textile sensọ orun pẹlu ifamọ titẹ giga ati itunu.O ṣe afihan ifamọ titẹ (7.84 mV Pa-1), akoko idahun iyara (20 ms), iduroṣinṣin (> 100,000 awọn iyipo), bandiwidi igbohunsafẹfẹ iṣẹ jakejado (to 20 Hz), ati fifọ ẹrọ (> 40 washes).Awọn TATSA ti a ṣe ni a hun si oriṣiriṣi awọn ẹya ti awọn aṣọ lati ṣe atẹle awọn igbi pulse ti iṣan ati awọn ami atẹgun nigbakanna.A tun ṣe agbekalẹ eto ibojuwo ilera fun igba pipẹ ati iṣiro aibikita ti arun inu ọkan ati ẹjẹ ati aarun apnea ti oorun, eyiti o ṣe afihan ilọsiwaju nla fun itupalẹ titobi diẹ ninu awọn arun onibaje.
Awọn ẹrọ itanna wiwọ ṣe aṣoju aye iyalẹnu nitori awọn ohun elo ti o ni ileri ni oogun ti ara ẹni.Wọn le ṣe abojuto ipo ilera ẹni kọọkan ni ilọsiwaju, akoko gidi, ati ọna aibikita (1-11).Pulse ati isunmi, gẹgẹbi awọn paati pataki meji ti awọn ami pataki, le pese mejeeji iṣiro deede ti ipo iṣe-ara ati awọn oye iyalẹnu sinu ayẹwo ati asọtẹlẹ ti awọn arun ti o jọmọ (12-21).Titi di oni, awọn ẹrọ itanna wearable pupọ julọ fun wiwa awọn ifihan agbara ti ẹkọ iwulo arekereke da lori awọn sobusitireti ultrathin gẹgẹbi polyethylene terephthalate, polydimethylsiloxane, polyimide, gilasi, ati silikoni (22-26).Ipadabọ ti awọn sobusitireti wọnyi fun lilo lori awọ ara wa da lori awọn ọna kika eto ati kosemi.Bi abajade, awọn teepu, Band-Aids, tabi awọn imuduro ẹrọ miiran ni a nilo lati fi idi olubasọrọ kan mulẹ laarin awọn ẹrọ itanna ti o wọ ati awọ ara eniyan, eyiti o le fa ibinu ati aibalẹ lakoko awọn akoko ti o gbooro sii (27, 28).Pẹlupẹlu, awọn sobusitireti wọnyi ko ni agbara afẹfẹ ti ko dara, ti o fa idamu nigba lilo fun igba pipẹ, ibojuwo ilera ti nlọsiwaju.Lati dinku awọn ọran ti a mẹnuba ni itọju ilera, ni pataki ni lilo ojoojumọ, awọn aṣọ wiwọ ti n funni ni ojutu igbẹkẹle kan.Awọn aṣọ wiwọ wọnyi ni awọn abuda ti rirọ, iwuwo ina, ati ẹmi ati, nitorinaa, agbara lati mọ itunu ninu ẹrọ itanna ti o wọ.Ni awọn ọdun aipẹ, awọn igbiyanju aladanla ti ni ifọkansi lati ṣe agbekalẹ awọn eto ipilẹ-ọrọ ni awọn sensọ ifura, ikore agbara, ati ibi ipamọ (29-39).Ni pataki, iwadii aṣeyọri ti royin lori okun opitika, piezoelectricity, ati awọn aṣọ wiwọ ti o da lori resistivity ti a lo ninu ibojuwo ti pulse ati awọn ifihan agbara atẹgun (40-43).Bibẹẹkọ, awọn aṣọ wiwọ oloye wọnyi ni igbagbogbo ni ifamọ kekere ati paramita ibojuwo kan ati pe ko le ṣe iṣelọpọ lori iwọn nla (tabili S1).Ni ọran ti wiwọn pulse, alaye alaye nira lati mu nitori arẹwẹsi ati iyipada iyara ti pulse (fun apẹẹrẹ, awọn aaye ẹya ara ẹrọ rẹ), ati nitorinaa, ifamọ giga ati iṣẹ esi igbohunsafẹfẹ deede ni a nilo.
Ninu iwadi yii, a ṣafihan triboelectric all-textile sensor array (TATSA) pẹlu ifamọ giga fun yiya titẹ abele ti epidermal, ti a hun pẹlu conductive ati awọn yarn ọra ni aranpo cardigan kikun.TATSA le pese ifamọ titẹ giga (7.84 mV Pa-1), akoko idahun iyara (20 ms), iduroṣinṣin (> 100,000 awọn iyipo), bandiwidi igbohunsafẹfẹ iṣẹ jakejado (to 20 Hz), ati fifọ ẹrọ (> 40 washes).O lagbara lati ṣepọ ararẹ ni irọrun sinu awọn aṣọ pẹlu lakaye, itunu, ati afilọ ẹwa.Paapaa, TATSA wa le wa ni taara taara sinu awọn oriṣiriṣi awọn aaye ti aṣọ ti o baamu si awọn igbi pulse ni ọrun, ọrun-ọwọ, ika ika, ati awọn ipo kokosẹ ati si awọn igbi atẹgun ninu ikun ati àyà.Lati ṣe iṣiro iṣẹ ṣiṣe ti o dara julọ ti TATSA ni akoko gidi ati ibojuwo ilera latọna jijin, a ṣe agbekalẹ eto ibojuwo ilera ti ara ẹni lati gba nigbagbogbo ati ṣafipamọ awọn ifihan agbara ti ẹkọ iwulo fun itupalẹ arun inu ọkan ati ẹjẹ (CAD) ati iṣiro ti aarun apnea ti oorun (SAS) ).
Gẹgẹbi a ti ṣe apejuwe rẹ ni Ọpọtọ 1A, awọn TATSA meji ni a didi sinu awọleke ati àyà seeti kan lati jẹ ki agbara ati ibojuwo igbakana ti pulse ati awọn ifihan agbara atẹgun, lẹsẹsẹ.Awọn ifihan agbara ti ẹkọ iṣe-iṣe yii ni a tan kaakiri lailowa si ohun elo ebute alagbeka ti oye (APP) fun itupalẹ siwaju si ipo ilera.Olusin 1B ṣe afihan TATSA ti a hun sinu aṣọ kan, ati inset fihan iwo ti o gbooro ti TATSA, eyiti a hun ni lilo owu adaṣe abuda ati yarn ọra ti iṣowo papọ ni aranpo kaadi cardigan ni kikun.Ti a ṣe afiwe pẹlu aranpo itele ti ipilẹ, ọna wiwun ti o wọpọ julọ ati ipilẹ, a yan aranpo kaadi cardigan ni kikun nitori olubasọrọ laarin ori lupu ti yarn conductive ati ori aranpo ti o wa nitosi ti yarn ọra (fig. S1) jẹ dada kan. kuku ju a ojuami olubasọrọ, yori si kan ti o tobi osere agbegbe fun ga triboelectric ipa.Lati ṣeto yarn conductive, a yan irin alagbara bi okun ti o wa titi ti o wa titi, ati awọn ege pupọ ti awọn yarn Terylene kan-ply ni a yipo ni ayika okun mojuto sinu yarn conductive kan pẹlu iwọn ila opin ti 0.2 mm (fig. S2), eyiti o ṣiṣẹ bi mejeeji awọn electrification dada ati awọn ifọnọhan elekiturodu.Okun ọra, ti o ni iwọn ila opin ti 0.15 mm ati ti o ṣiṣẹ bi aaye itanna miiran, ni agbara fifẹ to lagbara nitori pe o ti yi nipasẹ awọn yarn ti ko ni iṣiro (fig. S3).Nọmba 1 (C ati D, lẹsẹsẹ) ṣe afihan awọn fọto ti yarn conductive ti a ṣe ati owu ọra.Awọn insets ṣe afihan awọn aworan oniwadi elekitironi elekitironi (SEM), eyiti o ṣe afihan apakan agbekọja aṣoju ti yarn conductive ati oju ti owu ọra.Agbara fifẹ giga ti conductive ati ọra yarns ṣe idaniloju agbara wiwu wọn lori ẹrọ ile-iṣẹ lati ṣetọju iṣẹ iṣọkan ti gbogbo awọn sensọ.Gẹ́gẹ́ bí a ti fi hàn nínú Ọpọ́n. 1E, àwọn fọ́nrán òwú ọ̀nà, ọ̀rá ọ̀rá, àti àwọn fọ́nrán òwú lásán ni wọ́n gé sára cones ọ̀kọ̀ọ̀kan wọn, tí wọ́n wá kó sínú ẹ̀rọ híhun onífọ̀rọ̀ kọ̀ǹpútà tí a fi kọ̀ǹpútà ṣe fún iṣẹ́ híhun aládàáṣe (fiimu S1).Bi o han ni ọpọtọ.S4, ọpọlọpọ awọn TATSA ni a so pọ pẹlu aṣọ lasan nipa lilo ẹrọ ile-iṣẹ.TATSA kan pẹlu sisanra ti 0.85 mm ati iwuwo ti 0.28 g le ṣe deede lati gbogbo eto fun lilo ẹni kọọkan, ti n ṣafihan ibamu ti o dara julọ pẹlu awọn aṣọ miiran.Ni afikun, awọn TATSA le ṣe apẹrẹ ni awọn awọ oriṣiriṣi lati pade awọn ibeere ẹwa ati asiko nitori iyatọ ti awọn yarn ọra ti iṣowo (Fig. 1F ati fig. S5).Awọn TATSA ti a ṣe ni rirọ ti o dara julọ ati agbara lati koju titẹ lile tabi abuku (fig. S6).Olusin 1G fihan TATSA ti a hun taara sinu ikun ati awọleke ti siweta kan.Ilana ti wiwun siweta ti han ni ọpọtọ.S7 ati fiimu S2.Awọn alaye ti iwaju ati ẹhin ẹgbẹ ti TATSA ti o gbooro ni ipo ikun ni a fihan ni ọpọtọ.S8 (A ati B, lẹsẹsẹ), ati awọn ipo ti conductive owu ati ọra ọra ti wa ni alaworan ni ọpọtọ.S8C.O le rii nibi pe TATSA le wa ni ifibọ ni awọn aṣọ lasan lainidi fun irisi oye ati oye.
(A) TATSA meji ti a ṣe sinu seeti kan fun ibojuwo ti pulse ati awọn ifihan agbara atẹgun ni akoko gidi.(B) Apejuwe sikematiki ti apapo ti TATSA ati awọn aṣọ.Awọn inset fihan awọn fífẹ wiwo ti awọn sensọ.(C) Aworan ti yarn conductive (ọpa iwọn, 4 cm).Inset jẹ aworan SEM ti apakan agbelebu ti yarn conductive (ọpa iwọn, 100 μm), eyiti o ni irin alagbara ati awọn yarn Terylene.(D) Aworan ti owu ọra (ọpa iwọn, 4 cm).Awọn inset jẹ aworan SEM ti dada yarn ọra (ọpa iwọn, 100 μm).(E) Aworan ti ẹrọ wiwun alapin ti kọnputa ti n ṣe hihun laifọwọyi ti awọn TATSA.(F) Aworan ti awọn TATSA ni awọn awọ oriṣiriṣi (ọpa iwọn, 2 cm).Inset jẹ TATSA ti o ni ayidayida, eyiti o ṣe afihan rirọ ti o dara julọ.(G) Aworan ti awọn TATSA meji ni kikun ati lainidi ti a didi sinu siweta kan.Photo gbese: Wenjing Fan, Chongqing University.
Lati ṣe itupalẹ ọna ṣiṣe ti TATSA, pẹlu awọn ohun-ini ẹrọ ati itanna, a ṣe awoṣe wiwun jiometirika ti TATSA, bi o ti han ni aworan 2A.Lilo aranpo cardigan kikun, awọn conductive ati ọra yarns ti wa ni titiipa ni awọn fọọmu ti awọn ẹya lupu ni ipa ọna ati itọsọna wale.Ẹya lupu ẹyọkan (fig. S1) ni ori lupu kan, apa lupu, apakan riru-irekọja, apa aranpo, ati ori aranpo.Awọn fọọmu meji ti oju oju olubasọrọ laarin awọn oriṣiriṣi meji ti o yatọ ni a le rii: (i) aaye olubasọrọ laarin ori lupu ti owu conductive ati ori stitch tuck ti owu ọra ati (ii) aaye olubasọrọ laarin ori lupu ti owu ọra ati awọn tuck aranpo ori ti awọn conductive owu.
(A) TATSA pẹlu iwaju, sọtun, ati awọn ẹgbẹ oke ti awọn lupu ṣọkan.(B) Abajade kikopa ti pinpin agbara ti TATSA labẹ titẹ ti a lo ti 2 kPa nipa lilo sọfitiwia COMSOL.(C) Awọn aworan apẹrẹ ti gbigbe idiyele ti ẹyọkan olubasọrọ labẹ awọn ipo kukuru-kukuru.(D) Awọn abajade kikopa ti pinpin idiyele ti ẹyọ olubasọrọ kan labẹ ipo Circuit ṣiṣi nipa lilo sọfitiwia COMSOL.
Ilana iṣẹ ti TATSA ni a le ṣe alaye ni awọn aaye meji: imudara agbara ita ati idiyele idiyele rẹ.Lati loye ni oye pinpin aapọn ni idahun si itagbangba agbara ita, a lo itupalẹ ipin opin nipa lilo sọfitiwia COMSOL ni oriṣiriṣi awọn ipa ita ti 2 ati 0.2 kPa, gẹgẹ bi a ti han ni Aworan 2B ati ọpọtọ.S9.Wahala naa han lori awọn aaye olubasọrọ ti awọn yarn meji.Bi o han ni ọpọtọ.S10, a ṣe akiyesi awọn ẹya lupu meji lati ṣe alaye pinpin wahala.Ni ifiwera pinpin aapọn labẹ awọn ipa ita gbangba meji ti o yatọ, aapọn lori awọn aaye ti awọn oju-iwe ti conductive ati ọra ọra pọ si pẹlu agbara ita ti o pọ si, ti o mu ki olubasọrọ ati extrusion laarin awọn yarn meji naa.Ni kete ti agbara ita ba ti tu silẹ, awọn yarn meji ya sọtọ ati gbe kuro lọdọ ara wọn.
Awọn iṣipopada-ipinya olubasọrọ laarin yarn conductive ati ọra ọra nfa gbigbe idiyele, eyiti o jẹ ikapapọ ti triboelectrification ati induction electrostatic.Lati ṣe alaye ilana ilana ina-ina, a ṣe itupalẹ apakan agbelebu ti agbegbe nibiti awọn yarn meji ti n kan si ara wọn (Fig. 2C1).Gẹgẹbi a ti ṣe afihan ni aworan 2 (C2 ati C3, lẹsẹsẹ), nigbati TATSA ba ni itara nipasẹ agbara ita ati awọn yarn meji ti o ni ibatan si ara wọn, itanna waye lori oju ti awọn conductive ati ọra ọra, ati awọn idiyele deede pẹlu idakeji. polarities ti wa ni ti ipilẹṣẹ lori dada ti awọn meji yarns.Ni kete ti awọn yarn meji naa yapa, awọn idiyele ti o dara ni a fa sinu irin alagbara ti inu nitori ipa fifa irọbi elekitirosita.Awọn pipe sikematiki han ni ọpọtọ.S11.Lati gba oye iwọn diẹ sii ti ilana iṣelọpọ ina-ina, a ṣe afiwe pinpin agbara ti TATSA nipa lilo sọfitiwia COMSOL (Fig. 2D).Nigbati awọn ohun elo meji ba wa ni olubasọrọ, idiyele ni akọkọ gba lori ohun elo ikọlu, ati pe iye diẹ ti idiyele ti o fa wa lori elekiturodu, ti o mu abajade agbara kekere (Fig. 2D, isalẹ).Nigbati awọn ohun elo meji ti yapa (Fig. 2D, oke), idiyele ti o fa lori elekiturodu pọ si nitori iyatọ ti o pọju, ati pe o pọju ti o pọju ti o pọju, eyi ti o ṣe afihan ibamu ti o dara laarin awọn esi ti o gba lati awọn idanwo ati awọn ti o wa lati awọn iṣeṣiro. .Pẹlupẹlu, niwọn igba ti ẹrọ elekiturodu ti TATSA ti wa ni wiwun ni awọn yarn Terylene ati awọ ara wa ni ifọwọkan pẹlu awọn ohun elo ikọlu mejeeji, nitorinaa, nigbati TATSA ba wọ taara si awọ ara, idiyele naa da lori agbara ita ati kii yoo ṣe. jẹ alailagbara nipasẹ awọ ara.
Lati ṣe apejuwe iṣẹ ti TATSA wa ni ọpọlọpọ awọn aaye, a pese eto wiwọn ti o ni ẹrọ olupilẹṣẹ iṣẹ kan, ampilifaya agbara, gbigbọn elekitiriki, iwọn agbara, electrometer, ati kọnputa (fig. S12).Eto yii n ṣe agbejade titẹ agbara itagbangba ti o to 7 kPa.Ni idanwo, a gbe TATSA sori dì ṣiṣu alapin ni ipo ọfẹ, ati pe awọn ifihan agbara itanna ti o jade jẹ igbasilẹ nipasẹ elekitirota.
Awọn pato ti awọn ifọkasi ati awọn ọra ọra ni ipa lori iṣẹ ṣiṣe ti TATSA nitori pe wọn pinnu aaye olubasọrọ ati agbara fun riri titẹ ita.Lati ṣe iwadii eyi, a ṣe awọn iwọn mẹta ti awọn yarn meji, ni atele: yarn conductive pẹlu iwọn 150D/3, 210D/3, ati 250D/3 ati ọra ọra pẹlu iwọn 150D/6, 210D/6, ati 250D / 6 (D, denier; iwọn wiwọn kan ti a lo lati pinnu sisanra okun ti awọn okun kọọkan; awọn aṣọ ti o ni iye denier giga kan maa n nipọn).Lẹhinna, a yan awọn yarn meji wọnyi pẹlu awọn titobi oriṣiriṣi lati ṣọkan wọn sinu sensọ kan, ati iwọn ti TATSA ni a tọju ni 3 cm nipasẹ 3 cm pẹlu nọmba loop ti 16 ni itọsọna wale ati 10 ni itọsọna itọsọna.Nitorinaa, awọn sensosi pẹlu awọn ilana wiwun mẹsan ni a gba.Awọn sensọ nipasẹ awọn conductive owu pẹlu awọn iwọn ti 150D/3 ati ọra owu pẹlu awọn iwọn ti 150D/6 wà tinrin, ati awọn sensọ nipasẹ awọn conductive owu pẹlu awọn iwọn ti 250D/3 ati ọra yarn pẹlu awọn iwọn ti 250D/ 6 ni o nipọn julọ.Labẹ itara ẹrọ ti 0.1 si 7 kPa, awọn abajade itanna fun awọn ilana wọnyi ni a ṣe iwadi ni ọna ṣiṣe ati idanwo, bi a ṣe han ni 3A.Awọn foliteji ti o wu ti awọn TATSA mẹsan ti pọ si pẹlu titẹ titẹ ti o pọ si, lati 0.1 si 4 kPa.Ni pato, ti gbogbo awọn ilana wiwun, sipesifikesonu ti 210D / 3 conductive yarn ati 210D / 6 ọra ọra ti jiṣẹ iṣelọpọ itanna ti o ga julọ ati ṣafihan ifamọ ti o ga julọ.Foliteji ti o wuyi fihan aṣa ti o pọ si pẹlu ilosoke ninu sisanra ti TATSA (nitori oju oju olubasọrọ ti o to) titi ti a fi hun TATSA ni lilo okun conductive 210D/3 ati 210D/6 ọra ọra.Bi awọn ilọsiwaju siwaju sii ni sisanra yoo ja si gbigba ti titẹ ita nipasẹ awọn yarn, foliteji ti njade dinku ni ibamu.Pẹlupẹlu, a ṣe akiyesi pe ni agbegbe titẹ-kekere (<4 kPa), iyatọ laini ti o dara daradara ninu foliteji ti njade pẹlu titẹ ti o funni ni ifamọ titẹ ti o ga julọ ti 7.84 mV Pa-1.Ni agbegbe titẹ-giga (> 4 kPa), ifamọ titẹ kekere ti 0.31 mV Pa-1 ni a ṣe akiyesi ni idanwo nitori itẹlọrun ti agbegbe ikọlu ti o munadoko.A ṣe afihan ifamọ titẹ ti o jọra lakoko ilana idakeji ti lilo agbara.Awọn profaili akoko nja ti foliteji o wu ati lọwọlọwọ labẹ awọn igara oriṣiriṣi ni a gbekalẹ ni ọpọtọ.S13 (A ati B, lẹsẹsẹ).
(A) Foliteji ti njade labẹ awọn ilana wiwun mẹsan ti okun conductive (150D/3, 210D/3, ati 250D/3) ni idapo pelu owu ọra (150D/6, 210D/6, ati 250D/6).(B) Idahun foliteji si ọpọlọpọ awọn nọmba ti awọn ẹya lupu ni agbegbe aṣọ kanna nigbati o tọju nọmba lupu ni itọsọna wale ko yipada.(C) Awọn igbero ti n ṣafihan awọn idahun igbohunsafẹfẹ labẹ titẹ agbara ti 1 kPa ati igbohunsafẹfẹ titẹ titẹ ti 1 Hz.(D) Ijade oriṣiriṣi ati awọn foliteji lọwọlọwọ labẹ awọn loorekoore ti 1, 5, 10, ati 20 Hz.(E) Idanwo agbara ti TATSA labẹ titẹ ti 1 kPa.(F) Awọn abuda abajade ti TATSA lẹhin fifọ 20 ati 40 igba.
Ifamọ ati foliteji iṣelọpọ tun ni ipa nipasẹ iwuwo aranpo ti TATSA, eyiti o pinnu nipasẹ nọmba lapapọ ti awọn losiwajulosehin ni agbegbe wiwọn ti aṣọ.Ilọsoke ninu iwuwo aranpo yoo ja si iwapọ ti o tobi julọ ti eto aṣọ.Nọmba 3B ṣe afihan awọn iṣẹ iṣelọpọ labẹ awọn nọmba lupu oriṣiriṣi ni agbegbe asọ ti 3 cm nipasẹ 3 cm, ati inset ṣe apejuwe eto ti ẹyọkan lupu (a tọju nọmba lupu ni itọsọna papa ni 10, ati nọmba lupu ninu itọsọna wale jẹ 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, ati 26).Nipa jijẹ nọmba lupu, foliteji o wu ni akọkọ ṣe afihan aṣa ti n pọ si nitori dada olubasọrọ ti n pọ si, titi ti oke foliteji ti o pọ julọ ti 7.5 V pẹlu nọmba lupu ti 180. Lẹhin aaye yii, foliteji o wu tẹle aṣa ti o dinku nitori TATSA di ṣinṣin, ati awọn yarn meji naa ni aaye ti o dinku-ipinya olubasọrọ.Lati ṣawari ninu itọsọna wo ni iwuwo ni ipa nla lori abajade, a tọju nọmba loop ti TATSA ni itọsọna wale ni 18, ati pe nọmba loop ti o wa ni itọnisọna ti ṣeto si 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, ati 14. Awọn ti o baamu o wu foliteji ti wa ni han ni ọpọtọ.S14.Nipa lafiwe, a le rii pe iwuwo ni itọsọna itọsọna ni ipa nla lori foliteji o wu.Gẹgẹbi abajade, ilana wiwun ti 210D/3 yarn conductive ati 210D/6 ọra ọra ati awọn ẹya loop 180 ni a yan lati ṣọkan TATSA lẹhin awọn igbelewọn okeerẹ ti awọn abuda ti o wujade.Pẹlupẹlu, a ṣe afiwe awọn ifihan agbara iṣelọpọ ti awọn sensọ asọ meji nipa lilo aranpo cardigan kikun ati aranpo itele.Bi o han ni ọpọtọ.S15, iṣelọpọ itanna ati ifamọ nipa lilo aranpo kaadi cardigan ni kikun ga pupọ ju ti lilo aranpo itele.
Akoko idahun fun mimojuto awọn ifihan agbara akoko gidi ni a wọn.Lati ṣe ayẹwo akoko idahun ti sensọ wa si awọn ipa ita, a ṣe afiwe awọn ifihan agbara foliteji ti njade pẹlu awọn igbewọle titẹ agbara ni igbohunsafẹfẹ ti 1 si 20 Hz (Fig. 3C ati fig. S16, lẹsẹsẹ).Awọn igbi foliteji ti o wu jade fẹrẹ jẹ aami si awọn igbi titẹ sinusoidal titẹ sii labẹ titẹ 1 kPa, ati awọn ọna igbi ti o wu jade ni akoko idahun iyara (nipa 20 ms).Hysteresis yii le jẹ ikasi si ọna rirọ ko ti pada si ipo atilẹba ni kete bi o ti ṣee lẹhin gbigba agbara ita.Bibẹẹkọ, hysteresis kekere yii jẹ itẹwọgba fun ibojuwo akoko gidi.Lati gba titẹ agbara pẹlu iwọn igbohunsafẹfẹ kan, esi igbohunsafẹfẹ ti o yẹ ti TATSA ni a nireti.Nitorinaa, ihuwasi igbohunsafẹfẹ ti TATSA tun ni idanwo.Nipa jijẹ awọn ita igbohunsafẹfẹ igbohunsafẹfẹ, awọn titobi ti awọn wu foliteji wà fere ko yato, ko da awọn titobi ti isiyi pọ nigba ti kia kia nigbakugba yatọ lati 1 to 20 Hz (Fig. 3D).
Lati ṣe iṣiro atunwi, iduroṣinṣin, ati agbara ti TATSA, a ṣe idanwo foliteji o wu ati awọn idahun lọwọlọwọ si awọn iyipo ikojọpọ titẹ.Iwọn titẹ 1 kPa pẹlu igbohunsafẹfẹ ti 5 Hz ni a lo si sensọ.Iwọn oke-si-tente oke ati lọwọlọwọ ni a gbasilẹ lẹhin 100,000 ikojọpọ-unloading iyika (Fig. 3E ati ọpọtọ. S17, lẹsẹsẹ).Awọn iwo ti o tobi si ti foliteji ati ọna igbi ti o wa lọwọlọwọ ni a fihan ni inset ti Ọpọtọ 3E ati ọpọtọ.S17, lẹsẹsẹ.Awọn abajade ṣe afihan atunwi iyalẹnu, iduroṣinṣin, ati agbara ti TATSA.Wiwa tun jẹ ami iyasọtọ pataki ti TATSA gẹgẹbi ohun elo aṣọ-gbogbo.Lati ṣe iṣiro agbara fifọ, a ṣe idanwo foliteji ti o wu ti sensọ lẹhin ti a ti fọ ẹrọ TATSA ni ibamu si Amẹrika Association of Textile Chemists and Colorists (AATCC) Ọna Idanwo 135-2017.Ilana fifọ alaye ti wa ni apejuwe ninu Awọn ohun elo ati Awọn ọna.Gẹgẹbi a ṣe han ni aworan 3F, awọn abajade itanna ni a gbasilẹ lẹhin fifọ awọn akoko 20 ati awọn akoko 40, eyiti o ṣe afihan pe ko si awọn iyipada pato ti foliteji o wu jakejado awọn idanwo fifọ.Awọn abajade wọnyi jẹri iwẹwẹ ti o lapẹẹrẹ ti TATSA.Gẹgẹbi sensọ asọ asọ ti a wọ, a tun ṣawari iṣẹ iṣelọpọ nigbati TATSA wa ni fifẹ (fig. S18), yiyi (fig S19), ati awọn ipo ọriniinitutu oriṣiriṣi (fig. S20).
Lori ipilẹ awọn anfani lọpọlọpọ ti TATSA ti a ṣe afihan loke, a ṣe agbekalẹ eto ibojuwo ilera alagbeka alailowaya (WMHMS), eyiti o ni agbara lati gba awọn ifihan agbara nigbagbogbo ati lẹhinna fifun imọran alamọdaju fun alaisan kan.Nọmba 4A ṣe afihan aworan apẹrẹ ti WMHMS ti o da lori TATSA.Eto naa ni awọn paati mẹrin: TATSA lati gba awọn ifihan agbara ti ẹkọ iṣe-ara afọwọṣe, Circuit conditioning analog pẹlu àlẹmọ-kekere (MAX7427) ati ampilifaya (MAX4465) lati rii daju awọn alaye ti o to ati mimuuṣiṣẹpọ to dara julọ ti awọn ifihan agbara, analog-si-digital oluyipada ti o da lori ẹyọ microcontroller lati gba ati yi awọn ifihan agbara afọwọṣe pada si awọn ifihan agbara oni-nọmba, ati module Bluetooth kan (CC2640 chirún Bluetooth kekere) lati tan ifihan agbara oni-nọmba si ohun elo ebute foonu alagbeka (APP; Huawei Honor 9).Ninu iwadi yii, a di TATSA lainidi sinu lace kan, ọrun-ọwọ, ibi ika ọwọ, ati ibọsẹ, gẹgẹbi a ṣe han ni aworan 4B.
(A) Àpèjúwe WMHMS.(B) Awọn fọto ti awọn TATSA ti a hun sinu ọrun-ọwọ, ibi ika ọwọ, ibọsẹ, ati okun àyà, lẹsẹsẹ.Wiwọn pulse ni ọrun (C1), (D1) ọwọ, (E1) ika, ati (F1) kokosẹ.Pulse igbi fọọmu ni (C2) ọrun, (D2) ọwọ, (E2) ika, ati (F2) kokosẹ.(G) Awọn ọna igbi Pulse ti awọn ọjọ-ori oriṣiriṣi.(H) Onínọmbà ti a nikan polusi igbi.Atọka augmentation Radial (AIx) ti ṣalaye bi AIx (%) = P2/P1.P1 jẹ tente oke ti igbi ilọsiwaju, ati P2 ni tente oke ti igbi ti o tan.(I) Yiyi pulse ti brachial ati kokosẹ.Iyara igbi Pulse (PWV) jẹ asọye bi PWV = D/∆T.D jẹ aaye laarin kokosẹ ati brachial.∆T jẹ idaduro akoko laarin awọn oke ti kokosẹ ati awọn igbi pulse brachial.PTT, pulse irekọja si akoko.(J) Ifiwera ti AIx ati brachial-kokosẹ PWV (BAPWV) laarin ilera ati CADs.* P <0.01, ** P <0.001, ati *** P <0.05.HTN, haipatensonu;CHD, arun ọkan iṣọn-alọ ọkan;DM, àtọgbẹ mellitus.Kirẹditi Fọto: Jin Yang, University Chongqing.
Lati ṣe atẹle awọn ifihan agbara pulse ti awọn ẹya ara eniyan ti o yatọ, a so awọn ọṣọ ti a ti sọ tẹlẹ pẹlu awọn TATSA si awọn ipo ti o baamu: ọrun (Fig. 4C1), ọwọ ọwọ (Fig. 4D1), ika ọwọ (Fig. 4E1), ati kokosẹ (Fig. 4F1). ), bi a ṣe ṣe alaye ni awọn fiimu S3 si S6.Ninu oogun, awọn aaye ẹya idaran mẹta wa ninu igbi pulse: tente oke ti igbi ti nlọsiwaju P1, tente oke ti igbi ti afihan, ati tente oke ti igbi dicrotic P3.Awọn abuda ti awọn aaye ẹya wọnyi ṣe afihan ipo ilera ti rirọ iṣọn-ẹjẹ, resistance agbeegbe, ati ifunmọ ventricular osi ti o ni ibatan si eto inu ọkan ati ẹjẹ.Awọn ọna igbi pulse ti obinrin 25 kan ti o jẹ ọdun 25 ni awọn ipo mẹrin ti o wa loke ni a gba ati gbasilẹ ninu idanwo wa.Ṣe akiyesi pe awọn aaye ẹya-ara mẹta ti o ni iyatọ (P1 si P3) ni a ṣe akiyesi lori igbi pulse ni ọrun, ọrun-ọwọ, ati awọn ipo ika ika, bi a ṣe han ni 4 (C2 si E2).Nipa itansan, nikan P1 ati P3 han lori pulse waveform ni ipo kokosẹ, ati P2 ko si (Fig. 4F2).Abajade yii jẹ nitori ipo giga ti igbi ẹjẹ ti nwọle ti o jade nipasẹ ventricle osi ati igbi ti o tan lati awọn ẹsẹ isalẹ (44).Awọn ijinlẹ iṣaaju ti fihan pe P2 ṣafihan ni awọn ọna igbi ti a ṣe iwọn ni awọn igun oke ṣugbọn kii ṣe ni kokosẹ (45, 46).A ṣe akiyesi awọn abajade ti o jọra ni awọn ọna igbi ti a ṣe iwọn pẹlu TATSA, bi o ṣe han ni ọpọtọ.S21, eyiti o fihan data aṣoju lati ọdọ olugbe ti awọn alaisan 80 ti a ṣe iwadi nibi.A le rii pe P2 ko han ni awọn ọna igbi pulse wọnyi ti a wọn ni kokosẹ, ti n ṣe afihan agbara ti TATSA lati ṣawari awọn ẹya arekereke laarin fọọmu igbi.Awọn abajade wiwọn pulse wọnyi tọka pe WMHMS wa le ṣafihan deede awọn abuda igbi pulse ti ara oke ati isalẹ ati pe o ga ju awọn iṣẹ miiran lọ (41, 47).Lati fihan siwaju sii pe TATSA wa ni a le lo jakejado si awọn oriṣiriṣi awọn ọjọ-ori, a wọn awọn fọọmu igbi pulse ti awọn koko-ọrọ 80 ni awọn ọjọ-ori oriṣiriṣi, ati pe a fihan diẹ ninu awọn data aṣoju, bi a ṣe han ni ọpọtọ.S22.Gẹgẹbi a ṣe han ni 4G Fig, a yan awọn alabaṣepọ mẹta ti o wa ni 25, 45, ati 65 ọdun atijọ, ati awọn ẹya ara ẹrọ mẹta ti o han gbangba fun awọn ọdọ ati awọn alabaṣepọ ti o wa ni arin.Gẹgẹbi awọn iwe-ẹkọ iṣoogun (48), awọn abuda ti ọpọlọpọ awọn ọna igbi pulse ti eniyan yipada bi wọn ti di ọjọ-ori, gẹgẹ bi ipadanu aaye P2, eyiti o ṣẹlẹ nipasẹ igbi ti o tangan ti gbe siwaju lati fi ararẹ le lori igbi ti ilọsiwaju nipasẹ idinku ninu elasticity ti iṣan.Iṣẹlẹ yii tun ṣe afihan ninu awọn ọna igbi ti a gba, ni idaniloju siwaju pe TATSA le ṣee lo si awọn olugbe oriṣiriṣi.
Fọọmu igbi Pulse ni ipa kii ṣe nipasẹ ipo ẹkọ iṣe ti ẹni kọọkan ṣugbọn tun nipasẹ awọn ipo idanwo.Nitorina, a ṣe iwọn awọn ifihan agbara pulse labẹ oriṣiriṣi ihamọ olubasọrọ laarin TATSA ati awọ ara (fig S23) ati awọn ipo wiwa orisirisi ni aaye wiwọn (fig. S24).O le rii pe TATSA le gba awọn fọọmu igbi pulse deede pẹlu alaye alaye ni ayika ọkọ oju omi ni agbegbe wiwa ti o munadoko nla ni aaye idiwọn.Ni afikun, awọn ifihan agbara iyasọtọ ti o yatọ wa labẹ wiwọ olubasọrọ ti o yatọ laarin TATSA ati awọ ara.Ni afikun, iṣipopada ti awọn ẹni-kọọkan ti o wọ awọn sensọ yoo ni ipa lori awọn ifihan agbara pulse.Nigbati ọrun-ọwọ ti koko-ọrọ ba wa ni ipo aimi, titobi ti igbi igbi pulse ti o gba jẹ iduroṣinṣin (fig S25A);Lọna miiran, nigbati ọrun-ọwọ ba n lọ laiyara ni igun kan lati -70 ° si 70 ° nigba 30 s, titobi ti igbi pulse yoo yipada (fig. S25B).Sibẹsibẹ, elegbegbe ti kọọkan pulse igbi fọọmu han, ati awọn pulse oṣuwọn le tun ti wa ni deede gba.O han ni, lati ṣaṣeyọri imudani igbi pulse iduroṣinṣin ni išipopada eniyan, iṣẹ siwaju pẹlu apẹrẹ sensọ ati sisẹ ifihan agbara-ipari ni a nilo lati ṣe iwadii.
Pẹlupẹlu, lati ṣe itupalẹ ati ni iwọn ṣe ayẹwo ipo ti eto inu ọkan ati ẹjẹ nipasẹ awọn ọna igbi pulse ti o gba nipa lilo TATSA wa, a ṣe agbekalẹ awọn iwọn hemodynamic meji ni ibamu si sipesifikesonu iṣiro ti eto inu ọkan ati ẹjẹ, eyun, atọka afikun (AIx) ati iyara igbi pulse (PWV), eyiti o jẹ aṣoju rirọ ti awọn iṣọn-ẹjẹ.Gẹgẹbi a ṣe han ni aworan 4H, igbi ti pulse ni ipo ọrun-ọwọ ti 25-ọdun-atijọ eniyan ti o ni ilera ni a lo fun imọran AIx.Gẹgẹbi agbekalẹ (apakan S1), AIx = 60% ti gba, eyiti o jẹ iye deede.Lẹhinna, a gba ni igbakanna awọn ọna igbi pulse meji ni apa ati awọn ipo kokosẹ ti alabaṣe yii (ọna alaye ti wiwọn igbi igbi pulse jẹ apejuwe ninu Awọn ohun elo ati Awọn ọna).Gẹgẹbi a ṣe han ni aworan 4I, awọn aaye ẹya ara ẹrọ ti awọn ọna igbi pulse meji jẹ pato.Lẹhinna a ṣe iṣiro PWV ni ibamu si agbekalẹ (apakan S1).PWV = 1363 cm/s, eyiti o jẹ iye abuda ti a reti fun akọ agbalagba ti o ni ilera, ni a gba.Ni apa keji, a le rii pe awọn metiriki ti AIx tabi PWV ko ni ipa nipasẹ iyatọ titobi ti pulse waveform, ati awọn iye AIx ni awọn ẹya ara ti o yatọ.Ninu iwadi wa, radial AIx ti lo.Lati jẹrisi iwulo ti WMHMS ni awọn eniyan oriṣiriṣi, a yan awọn olukopa 20 ninu ẹgbẹ ilera, 20 ni ẹgbẹ haipatensonu (HTN), 20 ninu ẹgbẹ iṣọn-alọ ọkan (CHD) ti ọjọ ori 50 si 59 ọdun, ati 20 ni Àtọgbẹ mellitus (DM) ẹgbẹ.A ṣe iwọn awọn igbi pulse wọn ati ṣe afiwe awọn ayewọn meji wọn, AIx ati PWV, bi a ti gbekalẹ ni 4J.O le rii pe awọn iye PWV ti HTN, CHD, ati awọn ẹgbẹ DM kere ju ti ẹgbẹ ti o ni ilera ati pe o ni iyatọ iṣiro (PHTN ≪ 0.001, PCHD ≪ 0.001, ati PDM ≪ 0.001; awọn iye P ti ṣe iṣiro nipasẹ t idanwo).Nibayi, awọn iye AIx ti awọn ẹgbẹ HTN ati CHD ti wa ni isalẹ ni akawe pẹlu ẹgbẹ ti o ni ilera ati pe o ni iyatọ iṣiro (PHTN <0.01, PCHD <0.001, ati PDM <0.05).PWV ati AIx ti awọn olukopa pẹlu CHD, HTN, tabi DM ga ju awọn ti o wa ninu ẹgbẹ ilera lọ.Awọn abajade fihan pe TATSA ni o lagbara lati gba deede ni iwọn igbi pulse lati ṣe iṣiro paramita inu ọkan ati ẹjẹ lati ṣe ayẹwo ipo ilera inu ọkan ati ẹjẹ.Ni ipari, nitori alailowaya rẹ, ipinnu giga, awọn abuda ifamọ giga ati itunu, WMHMS ti o da lori TATSA n pese yiyan ti o munadoko diẹ sii fun ibojuwo akoko gidi ju awọn ohun elo iṣoogun gbowolori lọwọlọwọ ti a lo ni awọn ile-iwosan.
Yato si igbi pulse, alaye atẹgun tun jẹ ami pataki akọkọ lati ṣe iranlọwọ ṣe ayẹwo ipo ti ara ẹni kọọkan.Abojuto ti isunmi ti o da lori TATSA wa jẹ iwunilori diẹ sii ju polysomnography ti aṣa nitori pe o le ṣepọ lainidi sinu awọn aṣọ fun itunu to dara julọ.Nkan sinu okun àyà rirọ funfun kan, TATSA ti so taara si ara eniyan ati ni ifipamo ni ayika àyà fun mimojuto mimi (Fig. 5A ati fiimu S7).TATSA ti bajẹ pẹlu imugboroja ati ihamọ ti ribcage, ti o mu abajade itanna kan.Fọọmu igbi ti a ti gba ti jẹri ni aworan 5B.Ifihan agbara pẹlu awọn iyipada nla (iwọn titobi ti 1.8 V) ati awọn iyipada igbakọọkan (igbohunsafẹfẹ ti 0.5 Hz) ni ibamu si iṣipopada atẹgun.Awọn jo kekere fluctuation ifihan agbara ti a superimposed lori yi nla fluctuation ifihan agbara, eyi ti o jẹ awọn heartbeat ifihan agbara.Gẹgẹbi awọn abuda igbohunsafẹfẹ ti isunmi ati awọn ifihan agbara lilu ọkan, a lo 0.8-Hz àlẹmọ kekere-kọja ati 0.8- si 20-Hz band-pass àlẹmọ lati yapa awọn ami atẹgun ati awọn ami ọkan lilu, ni atele, bi a ṣe han ni Ọpọtọ 5C. .Ni ọran yii, awọn ami atẹgun iduroṣinṣin ati awọn ifihan agbara pulse pẹlu alaye nipa ẹkọ nipa ẹkọ nipa ẹkọ nipa ẹkọ-ara pupọ (gẹgẹbi oṣuwọn atẹgun, oṣuwọn ọkan, ati awọn aaye ẹya ti igbi pulse) ni a gba ni akoko kanna ati ni deede nipa gbigbe TATSA kan si àyà.
(A) Aworan ti o nfihan ifihan TATSA ti a gbe sori àyà fun wiwọn ifihan agbara ni titẹ ti o ni nkan ṣe pẹlu isunmi.(B) Idite-foliteji-akoko fun TATSA agesin lori àyà.(C) Jije ifihan agbara (B) sinu ọkan lilu ati awọn igbi ti atẹgun.(D) Aworan ti o nfihan awọn TATSA meji ti a gbe sori ikun ati ọrun-ọwọ fun wiwọn mimi ati pulse, lẹsẹsẹ, lakoko oorun.(E) Awọn ifihan agbara atẹgun ati pulse ti alabaṣe ti o ni ilera.HR, oṣuwọn ọkan;BPM, lu fun iṣẹju kan.(F) Awọn ifihan agbara atẹgun ati pulse ti alabaṣe SAS kan.(G) ifihan agbara atẹgun ati PTT ti alabaṣe ti ilera.(H) ifihan agbara atẹgun ati PTT ti alabaṣe SAS kan.(I) Ibasepo laarin PTT arousal atọka ati apnea-hypopnea atọka (AHI).Photo gbese: Wenjing Fan, Chongqing University.
Lati fi mule pe sensọ wa le ni deede ati igbẹkẹle ṣe abojuto pulse ati awọn ifihan agbara atẹgun, a ṣe idanwo lati ṣe afiwe awọn abajade wiwọn ti pulse ati awọn ami isunmi laarin awọn TATSA wa ati ohun elo iṣoogun boṣewa (MHM-6000B), bi ti ṣe alaye ni awọn fiimu S8 ati S9.Ni wiwọn igbi pulse, sensọ fọtoelectric ti ohun elo iṣoogun ti a wọ si ika itọka osi ti ọmọbirin ọdọ kan, ati nibayi, TATSA wa ni a wọ si ika itọka ọtun rẹ.Lati awọn fọọmu igbi pulse meji ti o gba, a le rii pe awọn oju-ọna ati awọn alaye wọn jẹ aami kanna, ti o nfihan pe pulse ti wọn wọn nipasẹ TATSA jẹ kongẹ bi iyẹn nipasẹ ohun elo iṣoogun.Ni wiwọn igbi isunmi, awọn amọna electrocardiographic marun ni a so mọ awọn agbegbe marun lori ara ọdọmọkunrin ni ibamu si itọnisọna iṣoogun.Ni idakeji, TATSA kan ṣoṣo ni a so taara si ara ati ni ifipamo ni ayika àyà.Lati awọn ifihan agbara atẹgun ti a gba, o le rii pe iyatọ iyatọ ati oṣuwọn ti ifihan isunmi ti a rii nipasẹ TATSA wa ni ibamu pẹlu iyẹn nipasẹ ohun elo iṣoogun.Awọn adanwo lafiwe meji wọnyi ṣe ifọwọsi deede, igbẹkẹle, ati ayedero ti eto sensọ wa fun ibojuwo pulse ati awọn ami atẹgun.
Pẹlupẹlu, a ṣe nkan kan ti aṣọ ti o gbọn ati pe a di awọn TATSA meji ni ikun ati awọn ipo ọwọ fun abojuto awọn ami atẹgun ati pulse, ni atele.Ni pataki, WMHMS ikanni meji ti o ni idagbasoke ni a lo lati mu pulse ati awọn ifihan agbara atẹgun ni nigbakannaa.Nipasẹ eto yii, a gba awọn ifihan agbara atẹgun ati pulse ti ọkunrin kan ti o jẹ ọdun 25 ti o wọ aṣọ ti o ni imọran nigba ti o sùn (Fig. 5D ati movie S10) ati joko (fig. S26 ati movie S11).Awọn ifihan agbara atẹgun ti a gba ati awọn ifihan agbara pulse le jẹ tan kaakiri lailowa si APP ti foonu alagbeka.Gẹgẹbi a ti sọ loke, TATSA ni agbara lati gba awọn ifihan agbara atẹgun ati pulse.Awọn ifihan agbara iṣe-ara meji wọnyi tun jẹ awọn ibeere lati ṣe iṣiro SAS ni iṣoogun.Nitorinaa, TATSA wa tun le ṣee lo lati ṣe atẹle ati ṣayẹwo didara oorun ati awọn rudurudu oorun ti o jọmọ.Gẹgẹbi a ṣe han ni aworan 5 (E ati F, lẹsẹsẹ), a ṣe iwọn pulse nigbagbogbo ati awọn igbi atẹgun ti awọn olukopa meji, ọkan ti o ni ilera ati alaisan pẹlu SAS.Fun eniyan ti ko ni apnea, iwọn atẹgun ati awọn oṣuwọn pulse duro ni iduroṣinṣin ni 15 ati 70, lẹsẹsẹ.Fun alaisan ti o ni SAS, apnea ti o yatọ fun 24 s, eyiti o jẹ itọkasi ti iṣẹlẹ atẹgun ti o ni idiwọ, ti a ṣe akiyesi, ati pe oṣuwọn ọkan pọ si diẹ lẹhin akoko ti apnea nitori ilana ti eto aifọkanbalẹ (49).Ni akojọpọ, ipo atẹgun le ṣe ayẹwo nipasẹ TATSA wa.
Lati ṣe ayẹwo siwaju sii iru SAS nipasẹ pulse ati awọn ifihan agbara atẹgun, a ṣe itupalẹ akoko gbigbe pulse (PTT), afihan ti ko ni ipa ti o n ṣe afihan awọn iyipada ti o wa ni agbeegbe ti iṣan ti iṣan ati titẹ intrathoracic (ti a ṣalaye ni apakan S1) ti eniyan ti o ni ilera ati alaisan pẹlu alaisan. SAS.Fun alabaṣe ti o ni ilera, oṣuwọn atẹgun ko yipada, ati pe PTT jẹ iduroṣinṣin lati 180 si 310 ms (Fig. 5G).Sibẹsibẹ, fun alabaṣe SAS, PTT pọ si nigbagbogbo lati 120 si 310 ms lakoko apnea (Fig. 5H).Nitorinaa, a ṣe ayẹwo alabaṣe pẹlu SAS obstructive (OSAS).Ti iyipada ti PTT ba dinku lakoko apnea, lẹhinna ipo naa yoo pinnu bi iṣọn-aisan apnea ti oorun oorun (CSAS), ati pe ti awọn aami aisan mejeeji ba wa ni igbakanna, lẹhinna o yoo ṣe ayẹwo bi SAS ti o dapọ (MSAS).Lati ṣe ayẹwo idiwo ti SAS, a tun ṣe itupalẹ awọn ifihan agbara ti a gba.Atọka ifarabalẹ PTT, eyiti o jẹ nọmba awọn arousal PTT fun wakati kan (PTT arousal ti wa ni asọye bi isubu ninu PTT ti ≥15 ms pípẹ fun ≥3 s), ṣe ipa pataki ninu iṣiro iwọn ti SAS.Atọka apnea-hypopnea (AHI) jẹ apẹrẹ fun ṣiṣe ipinnu iwọn ti SAS (apnea ni idaduro mimi, ati hypopnea jẹ mimi aijinile pupọ tabi iwọn atẹgun kekere ti aipe), eyiti o tumọ bi nọmba awọn apnea ati hypopnea fun ọkọọkan. wakati lakoko sisun (ibasepo laarin AHI ati awọn ilana igbelewọn fun OSAS ti han ni S2 tabili).Lati ṣe iwadii ibatan laarin AHI ati itọka arosọ PTT, awọn ifihan agbara atẹgun ti awọn alaisan 20 pẹlu SAS ti yan ati itupalẹ pẹlu awọn TATSA.Gẹgẹbi a ṣe han ni aworan 5I, itọka arousal PTT daadaa ni ibamu pẹlu AHI, bi apnea ati hypopnea lakoko oorun nfa igbega ti o han gbangba ati igba diẹ ti titẹ ẹjẹ, ti o yori si idinku ninu PTT.Nitorinaa, TATSA wa le gba pulse iduroṣinṣin ati deede ati awọn ifihan agbara atẹgun nigbakanna, nitorinaa pese alaye nipa ẹkọ nipa ẹkọ nipa eto inu ọkan ati ẹjẹ ati SAS fun ibojuwo ati igbelewọn ti awọn arun ti o jọmọ.
Ni akojọpọ, a ṣe agbekalẹ TATSA kan ni lilo aranpo kaadi cardigan ni kikun lati ṣe awari awọn ifihan agbara ti ẹkọ iṣe-ara ti o yatọ nigbakanna.Sensọ yii ṣe afihan ifamọ giga ti 7.84 mV Pa-1, akoko idahun iyara ti 20 ms, iduroṣinṣin giga ti awọn iyipo 100,000, ati bandiwidi igbohunsafẹfẹ iṣẹ jakejado.Lori ipilẹ ti TATSA, WMHMS tun ni idagbasoke lati tan kaakiri awọn aye-aye ti ẹkọ iṣe-ara ti a ṣe iwọn si foonu alagbeka kan.TATSA le ṣepọ si awọn aaye oriṣiriṣi ti awọn aṣọ fun apẹrẹ ẹwa ati lo lati ṣe abojuto pulse ati awọn ifihan agbara atẹgun ni akoko gidi.Eto naa le lo lati ṣe iranlọwọ iyatọ laarin awọn eniyan ti o ni ilera ati awọn ti o ni CAD tabi SAS nitori agbara rẹ lati gba alaye alaye.Iwadi yii pese itunu, daradara, ati ọna ore-olumulo fun wiwọn pulse eniyan ati isunmi, ti o nsoju ilosiwaju ninu idagbasoke ẹrọ itanna asọ ti a wọ.
Awọn irin alagbara, irin ti a leralera nipasẹ awọn m ati ki o nà lati fẹlẹfẹlẹ kan ti okun pẹlu kan opin ti 10 μm.Okun irin alagbara kan bi a ti fi elekiturodu sinu awọn ege pupọ ti awọn yarn Terylene kan-ply ti iṣowo.
Olupilẹṣẹ iṣẹ kan (Stanford DS345) ati ampilifaya (LabworkPa-13) ni a lo lati pese ifihan agbara titẹ sinusoidal kan.Sensọ agbara iwọn-meji (Vernier Software & Technology LLC) ni a lo lati wiwọn titẹ ita ti a lo si TATSA.Electrometer eto Keithley kan (Keithley 6514) ni a lo lati ṣe atẹle ati ṣe igbasilẹ foliteji iṣelọpọ ati lọwọlọwọ ti TATSA.
Gẹgẹbi Ọna Idanwo AATCC 135-2017, a lo TATSA ati ballast to bi fifuye 1.8-kg ati lẹhinna fi wọn sinu ẹrọ ifọṣọ iṣowo (Labtex LBT-M6T) lati ṣe awọn iyipo fifọ ẹrọ elege.Lẹhinna, a kun ẹrọ ifọṣọ pẹlu awọn gallons 18 ti omi ni 25 ° C ati ṣeto ẹrọ ifoso fun iyipo fifọ ti a yan ati akoko (iyara iyara, awọn ikọlu 119 fun iṣẹju kan; akoko fifọ, 6 min; iyara iyipo ikẹhin, 430 rpm; ipari akoko ere, 3 min).Ni ikẹhin, TATSA ti wa ni gbigbẹ ni afẹfẹ iduro ni iwọn otutu yara ti ko ga ju 26°C.
Awọn koko-ọrọ ni a kọ lati dubulẹ ni ipo ti o wa lori ibusun.TATSA ni a gbe sori awọn aaye wiwọn.Ni kete ti awọn koko-ọrọ naa wa ni ipo isunmọ boṣewa, wọn ṣetọju ipo isinmi patapata fun iṣẹju 5 si 10.Ifihan pulse lẹhinna bẹrẹ idiwon.
Ohun elo afikun fun nkan yii wa ni https://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/6/11/eaay2840/DC1
aworan S9.Abajade kikopa ti pinpin agbara ti TATSA labẹ awọn titẹ ti a lo ni 0.2 kPa nipa lilo sọfitiwia COMSOL.
aworan S10.Awọn abajade kikopa ti pinpin ipa ti ẹya olubasọrọ labẹ awọn titẹ ti a lo ni 0.2 ati 2 kPa, lẹsẹsẹ.
aworan S11.Awọn apejuwe sikematiki pipe ti gbigbe idiyele ti ẹyọkan olubasọrọ labẹ awọn ipo kukuru-kukuru.
aworan S13.Foliteji ti o tẹsiwaju ati lọwọlọwọ ti TATSA ni idahun si titẹ itagbangba ti a lo nigbagbogbo ninu ọmọ wiwọn kan.
aworan S14.Idahun foliteji si ọpọlọpọ awọn nọmba ti awọn ẹya lupu ni agbegbe aṣọ kanna nigbati o tọju nọmba lupu ni itọsọna wale ko yipada.
aworan S15.Ifiwera laarin awọn iṣẹ iṣejade ti awọn sensọ asọ meji ni lilo aranpo cardigan kikun ati aranpo itele.
aworan S16.Awọn idite ti n ṣafihan awọn idahun igbohunsafẹfẹ ni titẹ agbara ti 1 kPa ati igbohunsafẹfẹ titẹ titẹ ti 3, 5, 7, 9, 10, 11, 13, 15, 18, ati 20 Hz.
aworan S25.Awọn foliteji o wu ti sensọ nigbati koko-ọrọ naa wa ni aimi ati awọn ipo išipopada.
aworan S26.Aworan ti o nfihan awọn TATSA ti a gbe sori ikun ati ọrun-ọwọ nigbakanna fun wiwọn mimi ati pulse, lẹsẹsẹ.
Eyi jẹ nkan iwọle-sisi ti a pin kaakiri labẹ awọn ofin ti Iwe-aṣẹ Iṣewadii-Aiṣe Iṣowo ti Creative Commons, eyiti o fun laaye ni lilo, pinpin, ati ẹda ni eyikeyi alabọde, niwọn igba ti lilo abajade kii ṣe fun anfani iṣowo ati pese iṣẹ atilẹba jẹ daradara toka si.
AKIYESI: A beere adirẹsi imeeli rẹ nikan ki eniyan ti o n ṣeduro oju-iwe naa lati mọ pe o fẹ ki wọn rii, ati pe kii ṣe meeli ijekuje.A ko gba eyikeyi adirẹsi imeeli.
Nipasẹ Wenjing Fan, Qiang He, Keyu Meng, Xulong Tan, Zhihao Zhou, Gaoqiang Zhang, Jin Yang, Zhong Lin Wang
A triboelectric gbogbo-textile sensọ pẹlu ga titẹ ifamọ ati itunu ti a ti ni idagbasoke fun ilera monitoring.
Nipasẹ Wenjing Fan, Qiang He, Keyu Meng, Xulong Tan, Zhihao Zhou, Gaoqiang Zhang, Jin Yang, Zhong Lin Wang
A triboelectric gbogbo-textile sensọ pẹlu ga titẹ ifamọ ati itunu ti a ti ni idagbasoke fun ilera monitoring.
© 2020 Ẹgbẹ Amẹrika fun Ilọsiwaju ti Imọ.Gbogbo awọn ẹtọ wa ni ipamọ.AAAS jẹ alabaṣepọ ti HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef ati COUNTER.Science Advances ISSN 2375-2548.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Kẹta-27-2020