日前，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)微電子學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)提出了一種基于谷拓?fù)涑瑯?gòu)表面的體表傳感器網(wǎng)絡(luò)，首次將拓?fù)湮锢響?yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。相關(guān)研究成果近日在線發(fā)表于《自然·電子學(xué)》。
該研究設(shè)計(jì)并制備了一種基于柔性導(dǎo)電織物的谷拓?fù)涑瑯?gòu)表面，將其集成于日常服裝中，構(gòu)建了可穿戴、可重構(gòu)的體表傳感器網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)利用拓?fù)溥吔鐟B(tài)實(shí)現(xiàn)高效、低損耗的無線信號(hào)傳輸，顯著提升了穿戴式生物傳感器在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的通信質(zhì)量與生理信號(hào)監(jiān)測(cè)能力。
研究團(tuán)隊(duì)通過設(shè)計(jì)具有不同拓?fù)湎嗟亩S模塊，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)獨(dú)立無線通道的靈活配置。實(shí)驗(yàn)表明，該拓?fù)浞b在人體表面可實(shí)現(xiàn)超過30分貝的信號(hào)傳輸增強(qiáng)，且在彎曲、拉伸及人體貼合等復(fù)雜條件下仍保持穩(wěn)定性能。與傳統(tǒng)的輻射式通信網(wǎng)絡(luò)相比，該系統(tǒng)在能量效率、抗干擾性和數(shù)據(jù)安全性方面均具有顯著優(yōu)勢(shì)。
在生理監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)將該拓?fù)浞b與多個(gè)加速度計(jì)、藍(lán)牙模塊集成，結(jié)合自適應(yīng)濾波與人工智能算法，成功在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)了對(duì)心率、呼吸率等關(guān)鍵生理參數(shù)的高精度監(jiān)測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下信噪比提升超過兩個(gè)數(shù)量級(jí)，心率監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確率提升約三倍。
“針對(duì)可穿戴設(shè)備在運(yùn)動(dòng)等復(fù)雜場(chǎng)景下監(jiān)測(cè)精度不足的問題，我們創(chuàng)新性地將谷拓?fù)湮锢砣谌肴嵝钥纱┐骷徔椢镏校哂锌啥ㄏ騻鬏旊姶判盘?hào)的優(yōu)點(diǎn)，通過它能夠?qū)鹘y(tǒng)定制化網(wǎng)絡(luò)變成模塊化設(shè)計(jì)，該拓?fù)浞b將體表的多個(gè)傳感器組網(wǎng)，構(gòu)建了多條專屬信號(hào)高速公路，實(shí)現(xiàn)了超百倍傳感信噪比提升，即使在劇烈運(yùn)動(dòng)下，心率等關(guān)鍵生命體征的監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確率依然十分精準(zhǔn)�！敝袊茖W(xué)技術(shù)大學(xué)微電子學(xué)院特任教授李志鵬告訴記者，“該技術(shù)有望推動(dòng)健康監(jiān)護(hù)從單點(diǎn)感知邁向全身網(wǎng)絡(luò)化智能感知，為運(yùn)動(dòng)健康、慢病管理等場(chǎng)景帶來突破性解決方案�！�
（責(zé)任編輯：華康）
