基于噴墨打印的可穿戴壓力傳感器陣列，可測量脈搏波診斷心臟病

來源：MEMS

醫(yī)院有各種設(shè)備用于檢測脈搏波和測量血壓，但是這種醫(yī)用監(jiān)測儀器體積較大，并通過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使用光學(xué)傳感器讀取血管脈搏來測量血壓，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的動(dòng)脈線上，如果無法檢測到足夠的信號(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彎曲測試實(shí)驗(yàn)

壓阻式傳感器薄片制造工藝

研究人員通過策略性地調(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)確的問題，可用于日常心血管疾病（如心臟�。┰\斷或動(dòng)脈導(dǎo)管注射等醫(yī)療應(yīng)用。

韓國浦項(xiàng)科技大學(xué)研究人員Jung Sung-jun說道：“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)�！�

韓國浦項(xiàng)科技大學(xué)表示：“我們的研究團(tuán)隊(duì)通過將導(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。”Jung Sung-jun表示。

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