作者 史湘绮 李传福
在心血管疾病的预防和治疗中,脉搏诊断和血压监测扮演着至关重要的角色。厦门大学高立波副教授、薛晨阳教授团队开发了一种自适应压力传感平台,这是一种腕带式脉诊平台,能够对脉搏和血压进行高可靠性的连续监测。
该平台的设计灵感来源于传统中医脉诊,通过全印刷软压力传感器阵列与自适应腕带式压力系统的结合,实现了对最佳脉搏信号的有效识别。这种自适应压力传感平台能够检测脉率、脉宽、脉长等脉搏特征,并进行三维重建,同时通过基于机器学习的线性回归模型,建立了脉搏与血压之间的关系,实现了从脉搏直接估算血压水平的功能。
在传统中医脉诊中,医生通过三指按压手腕桡动脉来获取脉搏的机械特征,而自适应压力传感平台模拟了这一过程,通过腕带式气囊分段加压,并自适应地定位最佳脉搏采集压力,以实现精确的脉搏监测。这种设计不仅提高了脉搏信号的识别精度,还增强了传感器与皮肤的粘附性,确保了即使在运动等变化环境下也能准确检测血流引起的桡动脉局部扩张产生的皮肤机械变形。
自适应压力传感平台的传感器及其阵列是在热塑性聚氨酯薄膜上构建的,通过全丝网印刷的方式进行多层材料堆叠,经聚二甲基硅氧烷封装后接入数据处理电路进行测试。这种全印刷软压力传感器阵列具有优秀的适形粘附能力,适合各种应用场景。
此外,自适应压力传感平台配置的腕带式气囊压力系统,由九段加压应用算法进行自适应控制,能够自主寻找并识别脉搏检测的最佳压力。这种自适应控制在面对不同的使用者时,仍能精准地寻找和识别最佳脉搏采集压力。
特别值得一提的是,该平台设计了可穿戴脉诊仪,能够自动分析所有采集的数据,并通过无线通信的方式上传至手机应用程序和云端,极大地便捷了医患之间的信息获取方式。目前,该脉诊仪正在进行医疗器械认证,已经通过了安全规范和电磁兼容测试,并提交药品监督管理局处理。
这项工作开发了一种可穿戴的自适应压力传感平台,不仅为个性化医疗提供了新的机会,也为数字中医的发展提供了定量分析支持,有望在未来的医疗健康领域发挥重要作用。