综述:用于心电图监测的灵活且可穿戴的生物电子技术:综述

《Science China-Materials》:Flexible and wearable bioelectronics for ECG monitoring: a review

【字体: 时间:2025年11月04日 来源:Science China-Materials 7.4

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  柔性可穿戴生物电子学技术推动实时ECG监测发展,材料创新提升性能与舒适度,结构设计增强适配性,系统集成多模态传感与无线传输,需解决长期可靠性和数据安全挑战,未来方向为材料-结构协同优化及AI辅助分析。

  

摘要

生物医学工程的快速发展为医院和门诊环境中的集成医疗监测系统奠定了坚实的基础。作为该领域的一项关键技术,具有良好机械柔顺性和生物相容性的柔性可穿戴生物电子器件能够实现实时、连续的心电图(ECG)监测,为心血管疾病的早期诊断和个性化治疗提供了新的可能性。本综述从三个主要方面总结了柔性可穿戴生物电子器件在ECG监测方面的最新进展。首先,在材料方面,我们重点介绍了液态金属、纳米材料和导电水凝胶等新兴功能性材料在提升电气性能和用户舒适度方面的作用。其次,在结构设计方面,我们讨论了包括微针阵列、仿生几何形状和可拉伸互连件在内的策略,以提高皮肤-电极界面的稳定性和对身体运动的适应性。第三,在系统层面,我们分析了多通道和多模态传感技术与无线传输技术的集成,以支持实际的ECG应用。最后,我们讨论了当前面临的挑战,如长期可靠性和数据安全风险,并提出了未来发展方向,包括材料-结构协同优化和人工智能辅助分析,以指导下一代智能ECG监测系统的开发。

生物医学工程的快速发展为医院和门诊环境中的集成医疗监测系统奠定了坚实的基础。作为该领域的一项关键技术,具有良好机械柔顺性和生物相容性的柔性可穿戴生物电子器件能够实现实时、连续的心电图(ECG)监测,为心血管疾病的早期诊断和个性化治疗提供了新的可能性。本综述从三个主要方面总结了柔性可穿戴生物电子器件在ECG监测方面的最新进展。首先,在材料方面,我们重点介绍了液态金属、纳米材料和导电水凝胶等新兴功能性材料在提升电气性能和用户舒适度方面的作用。其次,在结构设计方面,我们讨论了包括微针阵列、仿生几何形状和可拉伸互连件在内的策略,以提高皮肤-电极界面的稳定性和对身体运动的适应性。第三,在系统层面,我们分析了多通道和多模态传感技术与无线传输技术的集成,以支持实际的ECG应用。最后,我们讨论了当前面临的挑战,如长期可靠性和数据安全风险,并提出了未来发展方向,包括材料-结构协同优化和人工智能辅助分析,以指导下一代智能ECG监测系统的开发。

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