中山大學周建華/喬彥聰團隊 Nano Research：用于單血管局部血壓監測的微腔輔助石墨烯壓力傳感器
2024-09-18 來源：高分子科技
中山大學生物醫學工程學院周建華教授/喬彥聰副教授團隊在《Nano Research》上發表了題為“Microcavity Assisted Graphene Pressure Sensor for Single-Vessel Local Blood Pressure Monitoring”的研究性論文。本工作提出了一種微型空腔輔助的可穿戴血壓傳感器（MAGPS）。通過仿真和理論分析探究了傳感器的工作機理和失效機理，指導了微腔的設計。微腔可以取代笨重的袖帶，用于壓迫血管以進行血壓數據采集，也大大提高了傳感器的量程。得益于所設計的微腔結構，傳感器的量程提高到1,050 kPa，具有15.4 kPa-1的靈敏度。本工作構建了包含9位正常血壓受試者和5位高血壓患者的數據庫，其中包含228個血壓數據以及11,804個脈搏波切片。最后，結合MAGPS和兩階段卷積神經網絡（CNN）算法對血壓進行自動檢測。第一階段算法通過脈搏波判斷受試者是否患有高血壓。然后，第二階段算法在10 mmHg誤差范圍內診斷收縮壓和舒張壓的準確率分別為93.5%和97.8%。
圖1. MAGPS的結構和應用，以及石墨烯的表征
圖2. MAGPS的響應性能
圖3. 傳感器受壓過程仿真
圖4. 使用MAGPS進行血壓監測
圖5. 使用兩級CNN網絡用于血壓預測
中山大學生物醫學工程學院是論文第一單位，中山大學生物醫學工程學院碩士研究生羅金安是文章的第一作者，中山大學喬彥聰副教授和周建華教授、清華大學集成電路學院任天令教授、中山大學附屬第七醫院李波副主任醫師是論文的通訊作者。該研究成果得到了國家自然科學青年基金、廣東省基礎與應用基礎研究基金、深圳市科技計劃、深圳市優秀科技創新人才培養項目、清華大學北京信息科學與技術國家研究中心開放課題、廣東省傳感技術與生物醫學儀器重點實驗室的支持。
原文鏈接：https://link.springer.com/article/10.1007/s12274-024-6969-7
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（責任編輯：xu）
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