近日，清華大學航天航空學院、柔性電子技術研究中心馮雪教授課題組在《國（guó）家科（kē）學（xué）評論》（National Science Review）在線發表（biǎo）文章，報道了一種可抑製運動（dòng）噪聲的類皮膚可穿戴連續血壓監測係統。該係統借（jiè）助柔性超薄光電傳（chuán）感器件與電路，能夠自然貼附在人體皮膚上，實現醫學意（yì）義上的連續血壓和血氧測量，並實時無線傳輸數據（jù）到智能設備終端，為解決血壓和血氧長期動態監測（cè）提供了一條新途徑，並為遠程（chéng）醫學監測提供醫療級硬件支持。
心血管（guǎn）疾病是威脅現代人健康和生命的重大隱患。據世界衛生組織（zhī）（WHO）估計，每（měi）年大約有1790萬人死於心血管疾（jí）病，占全球死亡總數的31％。目（mù）前，最常用的血壓測量方案為袖帶加壓法。該方法需要（yào）氣（qì）泵及袖（xiù）帶捆綁（bǎng）在人體手腕或手臂處，測量過程不方便，也無法實（shí）現連續血壓監測，影響個人的生活質量和（hé）自我監測長（zhǎng）期依從（cóng）性，在便（biàn）利性以及連（lián）續測量等（děng）關（guān）鍵問題上仍未突破。
針對上述（shù）問題，馮雪課題（tí）組發展了基於光學原（yuán）理的血壓（yā）監測方（fāng）案，利用生物兼容性材料製備了可以與人體自然共形貼附的類皮膚光電子器件。通過測量血液對不同波長的（de）光波吸收情況，判斷血液的容（róng）積（jī）和流速變化，從而測量出（chū）人體的血壓變（biàn）化。
類（lèi）皮膚連續血壓監測（cè）係統示意圖
馮雪課題組結合多年的力學研究基礎和可延展柔性（xìng）電子器件設計經驗，通過虛功原理建立了專門應用於柔（róu）性光電子（zǐ）器件（jiàn）的（de）血壓測量模型，並提出了基於多波長測量的（de）光路差分方法來抑製由人體活動等帶來的噪聲（shēng）幹擾，從而精確測量脈搏波播速，實現連續血壓的精確測量。
該柔性電子係統僅需貼附在手腕處，便可連續測量人體血壓和血氧，並通過集成（chéng）的（de）藍牙芯片將測量值實時傳輸到智能手機等終端（duān）。臨（lín）床（chuáng）試驗表（biǎo）明，與有創連續血壓測量相比，該（gāi）類皮膚血壓監測係統測量的血壓值絕對（duì）誤差小於10 mmHg，能夠達到醫（yī）療級監測標準，具有重要的臨床（chuáng）應用價（jià）值。
類皮膚血壓監測器件實物圖
清華大學馮雪課題組長（zhǎng）期致力於可延展／超柔性等超常規微器件與大規模集成技術的研究，所發展的柔性（xìng）電子（zǐ）技術應用於健康醫療（liáo）、智能（néng）感知及重大裝備，近年來在Science Advances、Advanced Materials、Advanced Functional Materials、Journal of the Mechanics and Physics of Solids等期刊（kān）中發表一係列高水平論文。該項研（yán）究（jiū）得到了國（guó）家（jiā）重點（diǎn）基礎研究發展計劃（973計劃）、國家自然科學基（jī）金等的（de）資助。
論文信息
Wearable skin-like optoelectronic systems with suppression of motion artifact for cuff-less continuous blood pressure monitor.
https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa022
信息來源 | 國家科學評論
