新型压电式脉搏波监测传感器具有低功耗、低成本等优势
2024-10-17 14:48:23 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
该传感器通过压电效应检测动脉脉搏波，压电效应将皮肤下动脉搏动引起的机械变形转换为电信号。当传感器贴在人体皮肤上时，它会随着每次动脉脉动而变形，产生与通过动脉的血压脉动相对应的电信号。
心血管疾病仍然是全球主要的人类死亡原因之一。准确和早期发现心血管异常对于预防心脏病发作和中风等严重后果至关重要。
心血管健康的关键指标之一是血压，持续、无创地监测动脉脉搏波可以提供有关人体血管健康的重要见解。然而，传统的血压测量方法可能很麻烦、不舒服，并且不适合持续监测。
超薄的腕戴式传感器
据麦姆斯咨询报道，在玛丽居里行动（MSCA）计划的支持下，UNOPIEZO项目开发了一种超薄的腕戴式传感器，有望彻底改变持续心血管监测。
“将传感器做得超薄的想法使其在动脉搏动期间具有最大的弯曲度，从而实现最大的灵敏度。”MSCA研究员Mika-Matti Laurila解释道。
该传感器通过压电效应检测动脉脉搏波，压电效应将皮肤下动脉搏动引起的机械变形转换为电信号。当传感器贴在人体皮肤上时，它会随着每次动脉脉动而变形，产生与通过动脉的血压脉动相对应的电信号。
该传感器的灵活性使其能够随着每次脉动更有效地弯曲，最大限度地发挥机械变形并产生更清晰、更精确的电信号。这不仅可以实现准确的脉搏波测量，还可以减少生产所需的材料量，使传感器既具有成本效益又具有环境可持续性。
该传感器通过基于软弹性体的数据传输单元（DTU）贴在皮肤上，支持无线数据传输。这两个单元被夹在手腕上，传感器直接位于动脉上方。为数据传输单元选择的软弹性体材料不仅允许传感器在动脉搏动期间弯曲，而且还确保传感器佩戴舒适。
传感器测试和性能
该传感器经过了严格的测试，以确保其准确性和可靠性。其中一个突出的发现是传感器的出色灵敏度，在弯曲模式下的灵敏度比仅有压缩力时高出约50倍。
研究人员使用产生模拟脉搏波的人工心脏证明，该传感器能够捕捉与模拟版本非常接近的脉搏波。此外，该传感器在人体上进行了测试，成功测量了人体受试者手腕的动脉脉搏波。产生的脉搏波形与典型的动脉脉搏波形一致，证明了该传感器在实际应用中的潜力。
传感器主要优势
该传感器最显著的优势之一是其低功耗。与其它需要恒定外部电源的系统不同，压电传感器是自供电的，可将脉冲中的机械能转化为电能。
Laurila表示：“该传感器的制造工艺是另一个关键优势，因为它采用了卷对卷兼容的制造技术，类似于在纸上打印。”
这种方法不仅可以降低成本，还可以实现大规模生产，使该技术具有可扩展性，并可在医疗保健环境中广泛使用。在设计、制造和临床疗效方面不断努力提高传感器可靠性，预计将改变心血管健康的监测方式，使其更方便、更高效、更环保。
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