南方科技大学:研发基于离电传感器,应用指尖脉搏测试动脉硬化

动脉硬化是一种常见的、危害性极大的慢性心血管疾病,是引起中风与心肌梗塞的重要因素。在临床上,通常可以通过对脉搏波传导速度(PWV)的测试来对动脉硬化进行评估与诊断。这种方式一般需要在动脉的两个不同位置进行脉搏检测,通过计算两个位置脉搏的路程差与时间差得到PWV。然而,这种检测方法依赖于昂贵且体积庞大的检测设备,难以适用于动脉硬化的日常监测。此外,目前基于光电容积法的脉搏检测方法易于受到运动与自然光的干扰。因此,开发一种非侵入式的,并对动脉硬化进行连续准确监测的可穿戴设备,可以为心血管疾病的预防与治疗提供一种有效的解决方案。


近日,南方科技大学的郭传飞课题组与南方科技大学医院、深圳技术大学等单位合作,研发了一种基于指尖单点脉搏检测的动脉硬化诊断系统。研究者用高精度的3D打印技术制造了一种可线性响应的离子凝胶微结构,并将其用于离电型压力传感器。该微结构,采用摩方精密 2 μm精度的nanoArch S130 打印的模具经PDMS翻模浇注离子凝胶制备而成,模具中的凹槽长度大约150μm,类花生壳柱体高度约100μm左右,最大直径60μm左右。这种结构可以实现传感器0~150 kPa范围内的线性压力-电容响应,因此避免了不同预压力下器件传感性能的差异,保证了脉搏检测的稳定性与可靠性。此外,该传感器也有着较高的灵敏度(1.2 kPa-1)与压力分辨率(


研究者通过线性拟合,发现hfPWV与临床应用的臂踝脉搏波速度有着很强的相关性(r=0.857),因此可以进一步结合年龄实现对测试者动脉硬化状况的评估与诊断。基于hfPWV的动脉硬化诊断模型,在对不同程度心血管疾病就诊患者的检测中达到了近90%的准确率,体现了这一方法优异的可靠性与普适性,从而为动脉硬化的连续监测与评估提供了一种低成本的策略。

来源:传感器专家网

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