一种通过应力刺激实现仿生表皮感应功能的吸盘装置，用于个性化心血管监测

《Advanced Functional Materials》：A Biomimetic Epidermal Sensing Sucker via Stress Excitation for Personalized Cardiovascular Monitoring

个性化心血管监测面临传感器贴合不稳定、个体差异大和精度舒适难以平衡的挑战。本文提出仿生表皮传感吸盘(BESS)，通过负压吸附实现动脉稳定贴合，自适应压力调制增强脉搏信号检测，结合中医脉诊原理量化传统脉象信息。基于机器学习融合经典振荡法与脉搏波特征分析，开发出无袖带血压监测系统，收缩压误差1.36±3.81mmHg，舒张压1.15±2.94mmHg，有效解决个体差异问题，为精准心血管监测提供新路径。

　　

摘要

个性化的心血管监测在心血管疾病的早期检测和管理中发挥着关键作用。然而，目前的非侵入性监测方法面临着传感器与皮肤界面不稳定、生理和解剖结构差异以及难以平衡准确性与舒适性之间的矛盾等问题。受章鱼吸盘机械原理的启发，我们提出了一种仿生表皮传感吸盘（BESS），它将贴合皮肤的生理传感技术与原位压力调节功能相结合。通过负压吸附实现与动脉部位的稳定连接，同时通过自适应压力调节增强脉搏信号的幅度，从而有效应对个体间的差异。借鉴中医脉诊方法，BESS施加逐渐增加的垂直压力以刺激局部动脉血管，捕捉脉搏振荡波并量化传统脉诊信息。利用BESS获取的丰富脉搏特征，通过将经典振荡测量技术与机器学习结合的脉波特征分析方法，开发出一种无需束缚动脉血流的无袖带血压（BP）估测系统，其测量精度较高（收缩压为1.36 ± 3.81 mmHg，舒张压为1.15 ± 2.94 mmHg）。仿生学与智能传感技术的跨学科融合为个性化心血管监测提供了一条可行的路径，实现了准确性、舒适性和可解释性的平衡。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。