動脈硬化是一種常見的、危害性極大的慢性心血管疾病,是引起中風與心肌梗塞的重要因素。在臨床上,通常可以通過對脈搏波傳導速度(PWV)的測試來對動脈硬化進行評估與診斷。這種方式一般需要在動脈的兩個不同位置進行脈搏檢測,通過計算兩個位置脈搏的路程差與時間差得到PWV。然而,這種檢測方法依賴于昂貴且體積龐大的檢測設備,難以適用于動脈硬化的日常監測。此外,目前基于光電容積法的脈搏檢測方法易于受到運動與自然光的干擾。因此,開發一種非侵入式的,并對動脈硬化進行連續準確監測的可穿戴設備,可以為心血管疾病的預防與治療提供一種有效的解決方案。
近日,南方科技大學的郭傳飛課題組與南方科技大學醫院、深圳技術大學等單位合作,研發了一種基于指尖單點脈搏檢測的動脈硬化診斷系統。研究者用高精度的3D打印技術制造了一種可線性響應的離子凝膠微結構,并將其用于離電型壓力傳感器。該微結構,采用摩方精密 2 μm精度的nanoArch S130 打印的模具經PDMS翻模澆注離子凝膠制備而成,模具中的凹槽長度大約150μm,類花生殼柱體高度約100μm左右,直徑60μm左右。這種結構可以實現傳感器0~150 kPa范圍內的線性壓力-電容響應,因此避免了不同預壓力下器件傳感性能的差異,保證了脈搏檢測的穩定性與可靠性。此外,該傳感器也有著較高的靈敏度(1.2 kPa-1)與壓力分辨率(
研究者通過線性擬合,發現hfPWV與臨床應用的臂踝脈搏波速度有著很強的相關性(r=0.857),因此可以進一步結合年齡實現對測試者動脈硬化狀況的評估與診斷。基于hfPWV的動脈硬化診斷模型,在對不同程度心血管疾病就診患者的檢測中達到了近90%的準確率,體現了這一方法優異的可靠性與普適性,從而為動脈硬化的連續監測與評估提供了一種低成本的策略。
來源:傳感器專家網
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