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用于實(shí)時檢測機(jī)械力信號的便攜式可穿戴傳感器因其在醫(yī)療健康監(jiān)測中的潛在應(yīng)用而受到廣泛關(guān)注。壓力傳感器是構(gòu)建智能疾病診斷系統(tǒng)的關(guān)鍵元器件，然而，傳統(tǒng)的壓力傳感器靈敏度有限，響應(yīng)范圍不理想，同時，在多通道的實(shí)時脈沖感知中存在信號串?dāng)_等問題。近期，中國科學(xué)院大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)提出了一種基于多通道柔性脈沖感知陣列的智能疾病診斷系統(tǒng)，可用于遠(yuǎn)程疾病診斷。研究成果發(fā)表在《ACS Nano》期刊，論文的標(biāo)題“Multichannel Flexible Pulse Perception Array for Intelligent Disease Diagnosis System”。

該研究團(tuán)隊(duì)提出了基于聚酰亞胺/多壁碳納米管-聚二甲基硅氧烷納米復(fù)合材料/聚酰亞胺(PI/MPN/PI)三明治結(jié)構(gòu)壓力傳感器的多通道柔性脈沖感知陣列的智能疾病診斷系統(tǒng)。在分子層面，研究人員綜合運(yùn)用分子動力學(xué)模型和多層結(jié)構(gòu)有限元分析來指導(dǎo)壓力敏感納米復(fù)合材料和傳感器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，得到了性能最佳時多壁碳納米管的最佳尺寸（外徑<8 nm，長度10?30μm）和填充率（6 wt %），研究了壓力敏感納米復(fù)合材料的靈敏度與動態(tài)感知范圍之間的壓力敏感機(jī)理。在結(jié)構(gòu)層面，研究人員基于砂紙模具制備了具有雙面金字塔狀微結(jié)構(gòu)的壓力傳感器，實(shí)現(xiàn)了高靈敏度（35.02 kPa–1）和寬響應(yīng)范圍（<18 kPa）。在器件層面，研究人員設(shè)計(jì)了3個感知區(qū)域（每個感知區(qū)域的傳感器單元為3×3，共27個），同時將27個壓敏傳感單元整合在橈動脈上方較窄的位置，實(shí)現(xiàn)了高密度脈搏信號的測量，為后續(xù)的脈搏識別提供充分的數(shù)據(jù)保障。在算法層面，研究人員針對疾病診斷提出了兩種不同的脈象識別算法：第一個算法是六維特征提取算法，可以將脈搏中的生理信息提取出來，以方便醫(yī)生進(jìn)行診斷；第二種算法基于脈病信息庫對不同患者的脈象進(jìn)行自動識別，識別率達(dá)到97.8%；最后，結(jié)合兩種算法實(shí)現(xiàn)了疾病的智能診斷。

該研究提出的一種基于柔性壓力傳感器的疾病智能診斷系統(tǒng)填補(bǔ)了脈診分析和疾病診斷的空白，對可穿戴健康監(jiān)測具有重要意義。

注：此研究成果摘自《ACS Nano》雜志，文章內(nèi)容不代表本網(wǎng)站觀點(diǎn)和立場，僅供參考。

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