John A. Rogers院士，Nature Biomedical Engineering！

正文

请到「今天看啥」查看全文

该系统由四个皮肤接触电极组成，连接到一个小巧的基站，用于测量生物阻抗和无线通信。系统通过外侧两个电极注入低水平交流电（ 255微安均方根值），内侧两个电极同时测量电压，从而转换为生物阻抗。 系统采用 16kHz的频率和255微安的电流进行测量，符合IEC 60601-1安全标准 。电路设计包括低通滤波器、可编程增益放大器、模数转换器等，最终通过蓝牙将数据传输至移动设备，使用户能够实时监测生物阻抗数据和相应的母乳量。

图 |可穿戴无线系统及在哺乳过程中连续监测母乳释放的运行原理

实验验证

研究人员首先构建了一个模拟乳房的模型，用于验证系统的准确性。该模型采用半球形设计，包含模拟皮肤、乳腺脂肪和用于容纳牛奶的空腔，四电极附着在皮肤外侧。实验中使用牛奶替代母乳，因其电学性质与母乳相似。实验结果表明，随着牛奶量的减少，乳房的生物阻抗呈线性增加，与模拟结果高度一致。

图 |验证模型

人体模拟与实验

进一步的模拟和实验研究使用了基于人体解剖结构的乳房模型，考虑了皮肤、脂肪和乳腺组织的分布。这些模型通过有限元方法（ FEM）模拟，展示了电场在乳房内部的分布情况，以及母乳量变化对阻抗的影响。模拟结果表明， 母乳量的减少会导致阻抗显著增加，而乳房总体积的变化对阻抗的影响较小。

请到「今天看啥」查看全文