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La conception combine un matériau de couche commun avec la technologie RFID – Actualite-sante

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Pour certains nourrissons, une couche mouillée est à l'origine d'une demande instantanée et vociférante à changer, tandis que d'autres bébés peuvent être imperturbables et heureux de transporter la cargaison humide pendant de longues périodes sans se plaindre. Mais si elle est portée trop longtemps, une couche mouillée peut provoquer des éruptions cutanées douloureuses et des bébés misérables – et les parents.

Les chercheurs du MIT ont maintenant développé une couche "intelligente" intégrée avec un capteur d'humidité qui peut alerter un soignant lorsqu'une couche est mouillée . Lorsque le capteur détecte de l'humidité dans la couche, il envoie un signal à un récepteur à proximité, qui à son tour peut envoyer une notification à un smartphone ou à un ordinateur.

Le capteur se compose d'une étiquette d'identification par radiofréquence passive (RFID), c'est-à-dire placé sous une couche de polymère super absorbant, un type d'hydrogel qui est généralement utilisé dans les couches pour absorber l'humidité. Lorsque l'hydrogel est humide, le matériau se dilate et devient légèrement conducteur – suffisamment pour déclencher l'étiquette RFID pour envoyer un signal radio à un lecteur RFID jusqu'à 1 mètre de distance.

Les chercheurs disent que la conception est la première démonstration d'hydrogel comme élément d'antenne fonctionnel pour la détection d'humidité dans les couches utilisant la RFID. Ils estiment que le capteur coûte moins de 2 cents à fabriquer, ce qui en fait une alternative jetable à faible coût à d'autres technologies de couches intelligentes.

Avec le temps, les couches intelligentes peuvent aider à enregistrer et à identifier certains problèmes de santé, tels que des signes de constipation ou incontinence. Le nouveau capteur peut être particulièrement utile pour les infirmières travaillant dans des unités néonatales et s'occupant de plusieurs bébés à la fois.

Pankhuri Sen, assistant de recherche au laboratoire AutoID du MIT, envisage que le capteur pourrait également être intégré dans des couches pour adultes, pour les patients

"Les couches sont utilisées non seulement pour les bébés, mais pour les populations vieillissantes ou les patients alités et incapables de prendre soin d'eux-mêmes", dit Sen. «Il serait commode dans ces cas qu'un soignant soit informé qu'un patient, en particulier dans un hôpital à plusieurs lits, doit être changé.»

«Cela pourrait prévenir les éruptions cutanées et certaines infections comme les infections des voies urinaires, tant chez les populations vieillissantes que chez les nourrissons. », ajoute le collaborateur Sai Nithin R. Kantareddy, un étudiant diplômé du Département de génie mécanique du MIT.

Sen, Kantareddy et leurs collègues du MIT, dont Rahul Bhattacharryya et Sanjay Sarma, ainsi que Joshua Siegel de la Michigan State University, ont a publié aujourd'hui ses résultats dans la revue IEEE Sensors. Sarma est le vice-président du MIT pour l'apprentissage ouvert et le professeur de génie mécanique Fred Fort Flowers et Daniel Fort Flowers.

Sens des autocollants

De nombreuses couches standard intègrent des indicateurs d'humidité sous la forme de des bandes, imprimées le long de l'extérieur d'une couche, qui changent de couleur lorsqu'elles sont mouillées – une conception qui nécessite généralement d'enlever plusieurs couches de vêtements pour pouvoir voir la couche réelle.

Les entreprises qui étudient la technologie des couches intelligentes envisagent des capteurs d'humidité qui sont sans fil ou compatibles Bluetooth, avec des appareils qui se fixent à l'extérieur d'une couche, ainsi que des piles volumineuses pour alimenter des connexions à longue distance à Internet. Ces capteurs sont conçus pour être réutilisables, nécessitant un soignant pour retirer et nettoyer le capteur avant de le fixer à chaque nouvelle couche. Les capteurs actuels sont à l'étude pour les couches intelligentes, estime Sen, au détail pour plus de 40 $.

Les étiquettes RFID en revanche sont peu coûteuses et jetables, et peuvent être imprimées en rouleaux d'autocollants individuels, similaires aux étiquettes à code-barres. Le laboratoire AutoID du MIT, fondé par Sarma, a été à l'avant-garde du développement d'étiquettes RFID, dans le but de les utiliser pour connecter notre monde physique à Internet.

Une étiquette RFID typique comprend deux éléments: une antenne pour la rétrodiffusion des fréquences radio signaux et une puce RFID qui stocke les informations de l'étiquette, telles que le produit spécifique auquel l'étiquette est apposée. Les étiquettes RFID ne nécessitent pas de piles; ils reçoivent de l'énergie sous forme d'ondes radio émises par un lecteur RFID. Lorsqu'une étiquette RFID capte cette énergie, son antenne active la puce RFID, qui ajuste les ondes radio et renvoie un signal au lecteur, avec ses informations encodées dans les ondes. C'est ainsi, par exemple, que les produits étiquetés avec des étiquettes RFID peuvent être identifiés et suivis.

Le groupe Sarma a permis aux étiquettes RFID de fonctionner non seulement en tant que trackers sans fil, mais également en tant que capteurs. Plus récemment, dans le cadre du programme de liaison industrielle du MIT, l'équipe a entamé une collaboration avec Softys, un fabricant de couches basé en Amérique du Sud, pour voir comment les étiquettes RFID pourraient être configurées en tant que détecteurs d'humidité jetables à faible coût dans les couches. Les chercheurs ont visité l'une des usines de l'entreprise pour avoir une idée des machines et de l'assemblage impliqués dans la fabrication des couches, puis sont revenus au MIT pour concevoir un capteur RFID qui pourrait raisonnablement être intégré dans le processus de fabrication des couches.

, vous l'êtes

La conception qu'ils ont proposée peut être incorporée dans la couche inférieure d'une couche typique. Le capteur lui-même ressemble à un nœud papillon, dont le milieu consiste en une puce RFID typique reliant les deux triangles du nœud papillon, chacun fabriqué à partir de polymère super absorbant hydrogel, ou SAP.

Normalement, SAP est un matériau isolant, ce qui signifie que il ne conduit pas de courant. Mais lorsque l'hydrogel devient humide, les chercheurs ont constaté que les propriétés du matériau changent et que l'hydrogel devient conducteur. La conductivité est très faible, mais elle est suffisante pour réagir à tous les signaux radio de l'environnement, tels que ceux émis par un lecteur RFID. Cette interaction génère un petit courant qui allume la puce du capteur, qui agit alors comme une étiquette RFID typique, peaufinant et renvoyant le signal radio au lecteur avec des informations – dans ce cas, que la couche est mouillée.

les chercheurs ont découvert qu'en ajoutant une petite quantité de cuivre au capteur, ils pouvaient augmenter la conductivité du capteur et donc la plage à laquelle l'étiquette peut communiquer avec un lecteur, atteignant plus d'un mètre de distance.

Pour tester les performances du capteur, ils ont placé une étiquette dans les couches inférieures des couches pour nouveau-nés et enroulé chaque couche autour d'une poupée bébé grandeur nature, qu'ils ont remplie d'eau salée dont les propriétés conductrices étaient similaires aux fluides corporels humains. Ils ont placé les poupées à différentes distances d'un lecteur RFID, selon diverses orientations, comme être allongé à plat ou assis à la verticale. Ils ont constaté que le capteur particulier qu'ils ont conçu pour s'adapter aux couches de taille nouveau-né était capable de s'activer et de communiquer avec un lecteur jusqu'à 1 mètre de distance lorsque la couche était complètement humide.

Sen envisage qu'un lecteur RFID connecté à Internet pourrait être placé dans la chambre d'un bébé pour détecter les couches mouillées, auquel cas il pourrait envoyer une notification au téléphone ou à l'ordinateur d'un soignant qu'un changement est nécessaire. Pour les patients gériatriques qui pourraient également bénéficier de couches intelligentes, elle dit que de petits lecteurs RFID peuvent même être attachés à des appareils et accessoires fonctionnels, tels que des cannes et des fauteuils roulants pour capter les signaux d'une étiquette.

Cette recherche a été financée en partie par Softys dans le cadre du MIT Programme de liaison avec l'industrie.

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