利用聚合物嵌套的可重构光纤腔实现动态心脏健康监测

《ACS Applied Bio Materials》：Dynamic Cardiac Health Monitoring Using Polymer-Embedded Reconfigurable Fiber Cavity

　　

摘要

实时监测人体脉搏信号对于评估心血管健康和检测心脏疾病的早期迹象至关重要。在这方面，可穿戴系统为持续的心脏监测提供了一个有前景的平台；然而，现有设备存在制造复杂、精度低、身体佩戴灵活性有限以及生物相容性问题的缺点。为了解决这些挑战，基于柔性光学腔体的可穿戴脉搏监测系统已被开发并验证。该设计使用柔性聚合物作为腔体和封装材料，与基于光纤腔体的系统相比，增强了机械强度和灵敏度。所提出的设备具有用户友好的简单制造工艺，在强迫振动下表现出610 pm/V的高灵敏度，检测能力低至0.1 Hz，能够精确捕捉微弱的脉搏波信号。此外，它能够成功监测来自手腕、肘部和指尖等多个身体部位的脉搏信号，并能够区分主要脉搏波、微弱脉搏波和潮汐脉搏波。其在轻微人体运动（包括手臂运动、缓慢行走和快速行走）下的温度稳定性和可靠性能，甚至在进行体力活动后也依然保持稳定，这凸显了其在持续且实用的心脏健康监测方面的强大潜力。