基于噴墨打印的可穿戴壓力傳感器陣列，可測(cè)量脈搏波診斷心臟病

來(lái)源：MEMS

醫(yī)院有各種設(shè)備用于檢測(cè)脈搏波和測(cè)量血壓，但是這種醫(yī)用監(jiān)測(cè)儀器體積較大，并通過(guò)夾子和袖帶等佩戴于人的手臂。如今，有些智能手表能夠通過(guò)使用光學(xué)傳感器讀取血管脈搏來(lái)測(cè)量血壓，但與笨重的儀器相比，其精度不夠高。

可穿戴壓力傳感器在檢測(cè)人體皮膚處的脈搏壓力波方面顯示出巨大的潛力，可用于心臟病的無(wú)創(chuàng)和連續(xù)診斷。然而，主要困難之一在于如何將傳統(tǒng)的單點(diǎn)壓力傳感器定位在不可見(jiàn)的動(dòng)脈線上，如果無(wú)法檢測(cè)到足夠的信號(hào)幅度則難以進(jìn)行準(zhǔn)確的脈搏波分析。

據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，近日，韓國(guó)浦項(xiàng)科技大學(xué)（POSTECH）研究人員在ACS Nano期刊上介紹了一種使用可穿戴有源壓力傳感器陣列對(duì)動(dòng)脈脈搏波進(jìn)行時(shí)空測(cè)量以獲得最佳脈搏波形的方法。研究人員使用噴墨打印技術(shù)制造薄膜晶體管（TFT）陣列，該TFT陣列產(chǎn)量高且均勻性好，尺寸可以靈活定制，并與高靈敏度壓阻式傳感器薄片集成。

可穿戴壓力傳感器陣列

薄膜TFT彎曲測(cè)試實(shí)驗(yàn)

壓阻式傳感器薄片制造工藝

研究人員通過(guò)策略性地調(diào)制TFT工作電壓，使壓力靈敏度最大化（16.8 kPa⁻1），并實(shí)現(xiàn)低功耗（101 nW）�？纱┐鲏毫�傳感器陣列在手腕上創(chuàng)建出時(shí)空脈搏波圖，該圖顯示了脈搏幅度的位置依賴性，因此對(duì)動(dòng)脈線的定位能夠準(zhǔn)確地提取硬化指數(shù)（augmentation index）——這是一種評(píng)估動(dòng)脈硬度的參數(shù)。該傳感器陣列克服了傳統(tǒng)單點(diǎn)傳感器定位不準(zhǔn)確的問(wèn)題，可用于日常心血管疾�。ㄈ缧呐K�。┰\斷或動(dòng)脈導(dǎo)管注射等醫(yī)療應(yīng)用。

韓國(guó)浦項(xiàng)科技大學(xué)研究人員Jung Sung-jun說(shuō)道：“我們開發(fā)出一種基于噴墨打印的脈搏壓力波傳感器陣列貼片，它比一根頭發(fā)還要薄。這種價(jià)格實(shí)惠的超薄傳感器被設(shè)計(jì)用于可穿戴設(shè)備，不會(huì)干擾佩戴者身體運(yùn)動(dòng)。”

韓國(guó)浦項(xiàng)科技大學(xué)表示：“我們的研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)將導(dǎo)電墨水打印到超薄的電路板上，開發(fā)出超薄壓力傳感器陣列。利用這種噴墨打印技術(shù)可以大大降低可穿戴傳感器的制造成本�！�

“這種具有100個(gè)壓力傳感像素的超薄傳感器可以創(chuàng)建脈搏波的二維圖，同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量壓力信號(hào)和動(dòng)脈的位置。這項(xiàng)研究非常重要，因?yàn)樗�具有利用噴墨打印技術(shù)開發(fā)下一代個(gè)性化可穿戴設(shè)備的潛力�！盝ung Sung-jun表示。

論文信息：https://doi.org/10.1021/acsnano.1c06695