Stretchable Electrodes Using Conductive Polymers for the Detection of Vital Signs in Premature Infants
Notice bibliographique
Résumé
RÉSUMÉ: La surveillance des signes vitaux des enfants prématurés est d'une importance capitale pour leur santé. Les mesures de signaux électrophysiologiques nécessitent la mise en place d'électrodes sur la peau via un adhésif, ce qui peut entraîner des dommages car la peau des prématurés ne possède pas de couche externe protectrice. Par conséquent, des méthodes de surveillance alternatives sont nécessaires pour améliorer le confort et réduire le fardeau des prématurés. Cela peut être atteint avec des électrodes flexibles et étirables qui peuvent s'adapter à la forme et aux mouvements de l'enfant tout en maintenant la qualité du signal. À ce jour, quelques études ont été réalisées sur des électrodes à base d'hydrogel présentant d'excellentes propriétés mécaniques et électriques. Cependant, leur teneur en eau les rend sujettes à la dégradation par évaporation et donc inadéquates pour la surveillance à long terme. Ce mémoire s'est concentré sur le développement et la caractérisation d'un matériau sec, imprimable, étirable, légèrement adhésif et auto-guérissant qui convient aux électrodes biomédicales pour les nourrissons prématurés. Cette recherche s'est appuyée sur les caractéristiques favorables du poly(3,4-éthylènedioxithiopène) dopé au sulfonate de polystyrène (PEDOT:PSS), un matériau conducteur dont les propriétés électriques et mécaniques peuvent être modifiées en fonction des additifs qui y sont ajoutés. Dans ce travail, nous avons étudié l'incorporation du polyuréthane diol (PUD), du polyéthylène glycol (PEG) et du sorbitol au PEDOT:PSS afin de développer un mélange imprimable optimisé. Comme ces combinaisons améliorent considérablement les propriétés mécaniques et électriques du PEDOT:PSS, nous avons évalué ces propriétés à l'aide d'un testeur électromécanique. Nous avons également quantifié leur adhérence sur différentes surfaces afin d'évaluer leur compatibilité comme électrodes épidermiques. En outre, nous avons évalué la biocompatibilité du matériau afin de vérifier son innocuité pour une application cutanée. Nous avons également démontré les propriétés d'autoguérison électrique du PUD/PEDOT:PSS. ABSTRACT: Monitoring vital signs of prematurely born children is of utmost importance for their health. The measurements of electrophysiological signals require the placement of electrodes on the skin via an adhesive, which can cause damage as premature skin lacks a protective outer layer. Therefore, alternative monitoring methods are needed to increase comfort and reduce the burden on premature infants. This can be achieved with flexible and stretchable electrodes that can adapt to the shape and movements of the child while maintaining signal quality. To date, a few studies on hydrogel-based electrodes with excellent mechanical and electrical properties have been reported. However, their water content makes them prone to degradation from evaporation, and therefore unsuitable for long term monitoring. This study focused on the development and characterization of a dry, printable, stretchable, lightly adhesive, and self-healing material suitable for biomedical electrodes for premature infants. This research leveraged the favorable characteristics of poly(3,4-ethylenedioxithiopene) doped with polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS), a conductive material with tunable electrical and mechanical properties depending on the used additives. In this work, we explored the incorporation of polyurethane diol (PUD), polyethylene glycol (PEG), and sorbitol as additives to PEDOT:PSS to develop an optimized printable mixture. As these combinations significantly enhance both the mechanical and electrical properties of PEDOT:PSS, we evaluated these properties on an electromechanical tester. We also quantified their adhesion on different substrates to evaluate their suitability for epidermal electrodes. Moreover, to verify the material’s safety for skin application, we assessed its biocompatibility. In addition, we demonstrated the full electrical self-healing properties of PUD/PEDOT:PSS. The potential biomedical application of this material was further demonstrated through the fabrication of a printed epidermal electrode on a stretchable silicone substrate. The resulting electrodes displayed skin-electrode impedance comparable to that of a commercially available alternative and successfully captured physiological signals, including electrocardiogram (ECG) and electromyogram (EMG) signals.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».