Плоские сенсоры уходят в прошлое — микроиглы решают главную проблему ЭКГ: но выглядят совсем иначе

Сегодня медицинская диагностика и системы мониторинга активно используют электрофизиологические методы: от ЭКГ до анализа биоэлектрической активности мозга. Но стандартные плоские электроды имеют ограничения. Для работы им требуется большая площадь контакта, а сопротивление кожи искажает показания. Это влияет и на точность, и на комфорт пациента, особенно при длительном ношении сенсоров.

Как работает новое решение

Исследователи СПбГЭТУ "ЛЭТИ" предложили электроды на основе микроигл длиной менее 2 мм. Они проходят через роговой слой кожи — главный барьер для электрического сигнала — и обеспечивают чистую регистрацию данных. При этом такие электроды остаются минимально инвазивными и практически не вызывают дискомфорта.

Цитата разработчика

Младший научный сотрудник ИСЭФ СПбГЭТУ "ЛЭТИ" Степан Евгеньевич Парфенович отметил, что микроигольчатые электроды, особенно изготовленные аддитивными методами, показали идентичную точность измерения импеданса по сравнению с традиционными, но требуют гораздо меньшей площади контакта и дают более стабильный сигнал.

Сравнение трёх технологий

Учёные протестировали три варианта:

• стандартные плоские электроды,

• электроды из металлических микроигл,

• металлизированные полимерные микроиглы, созданные методом 3D-печати.

Испытания проводили на имитаторах кожи с помощью прецизионного измерителя импеданса. Лучшими оказались массивы из 25 металлизированных полимерных игл: они показывали результат, сопоставимый со стандартными электродами, но при площади контакта в 3,7 раза меньше.

Плюсы и минусы

Сравнение характеристик

Советы шаг за шагом

1. При подборе датчиков ориентируйтесь на минимизацию искажений сигнала.

2. Для носимых устройств выбирайте компактные сенсоры с низкой площадью контакта.

3. В медицине отдавайте предпочтение решениям, обеспечивающим комфорт при длительном мониторинге.

4. Следите за новыми образцами носимой электроники: микроигольчатые электроды скоро могут стать стандартом.

Мифы и правда

• Миф: микроиглы причиняют боль.
Правда: они проникают всего на доли миллиметра и почти не ощущаются.

• Миф: чем больше площадь контакта, тем выше точность.
Правда: при высоком сопротивлении кожи сигнал искажается, а микроиглы его обходят.

• Миф: такие электроды нужны только врачам.
Правда: они могут использоваться и в фитнес-трекерах.

FAQ

Какую роль играют микроиглы в ЭКГ?
Они снижают сопротивление кожи и обеспечивают более чистый сигнал.

Можно ли использовать такие электроды дома?
Да, они подходят для носимых систем мониторинга и фитнес-трекеров.

Чем отличаются полимерные микроиглы от металлических?
Полимерные легче, технологичнее и могут изготавливаться 3D-печатью.

Ошибка → Последствие → Альтернатива

Ошибка: полагаться на плоские электроды для длительного мониторинга.
Последствие: искажения сигналов и низкий комфорт пациента.
Альтернатива: использовать микроигольчатые сенсоры, которые точнее и удобнее.

А что если…

Такие электроды станут массовыми? Тогда носимые медицинские устройства смогут контролировать здоровье комплексно: от ЭКГ до гидратации организма, а трекеры выйдут на новый уровень точности.