清華新聞網(wǎng)4月17日電 近日，清華大學(xué)航天航空學(xué)院、柔性電子技術(shù)研究中心馮雪教授課題組在《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》（National Science Review）在線(xiàn)發(fā)表了題為“可抑制運(yùn)動(dòng)噪聲的類(lèi)皮膚可穿戴連續(xù)血壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”（Wearable skin-like optoelectronic systems with suppression of motion artifact for cuff-less continuous blood pressure monitor）的論文，描述了課題組制備的一種柔性超薄光電傳感器件與電路系統(tǒng)，能夠自然貼附在人體皮膚上實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)意義上的連續(xù)血壓和血氧測(cè)量，并實(shí)時(shí)無(wú)線(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)到智能設(shè)備終端。該系統(tǒng)利用類(lèi)皮膚可延展傳感技術(shù)建立了新型連續(xù)血壓測(cè)量方案，為解決血壓和血氧長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提供了一條新途徑。同時(shí)，此類(lèi)柔性可穿戴設(shè)備是遠(yuǎn)程醫(yī)療的重要突破，能夠?yàn)檫h(yuǎn)程監(jiān)測(cè)提供醫(yī)療級(jí)硬件，解決精準(zhǔn)醫(yī)療數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程獲取難題。
類(lèi)皮膚連續(xù)血壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖
心血管疾病及其相關(guān)并發(fā)癥已經(jīng)成為威脅人類(lèi)生命和健康的重大隱患。根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）估計(jì)，每年大約有1790萬(wàn)人死于心血管相關(guān)疾病，占全球死亡總數(shù)的31％。目前，最常用的血壓測(cè)量方案為袖帶加壓法。該方法需要袖帶捆綁在人體手腕或手臂處，測(cè)量過(guò)程不方便，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)血壓監(jiān)測(cè)，影響個(gè)人的生活質(zhì)量和自我監(jiān)測(cè)長(zhǎng)期依從性，在便利性及連續(xù)測(cè)量等關(guān)鍵問(wèn)題上仍未突破。
類(lèi)皮膚血壓監(jiān)測(cè)器件實(shí)物圖
針對(duì)上述問(wèn)題，馮雪教授課題組發(fā)展了基于光學(xué)原理的血壓監(jiān)測(cè)方案，利用生物兼容性材料制備了可以與人體自然共形貼附的光電系統(tǒng)。通過(guò)測(cè)量血液對(duì)不同波長(zhǎng)的光波吸收情況，判斷血液的容積和流速變化，從而測(cè)量出血氧和血壓值。
馮雪課題組結(jié)合多年的力學(xué)研究基礎(chǔ)和可延展柔性電子器件設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)虛功原理建立了專(zhuān)門(mén)應(yīng)用于柔性光電子系統(tǒng)的血壓測(cè)量模型，并提出了基于多波長(zhǎng)測(cè)量的光路差分方法，用來(lái)抑制由人體活動(dòng)等帶來(lái)的噪聲干擾，從而精確測(cè)量脈搏波播速，實(shí)現(xiàn)連續(xù)血壓的精確監(jiān)測(cè)并動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)傳輸?shù)街悄芙K端。臨床試驗(yàn)表明，與有創(chuàng)連續(xù)血壓測(cè)量相比，該類(lèi)皮膚血壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)量的血壓值絕對(duì)誤差小于10 mmHg，具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值。
清華大學(xué)馮雪課題組長(zhǎng)期致力于研究可延展／超柔性等超常規(guī)微器件與大規(guī)模集成技術(shù)，所發(fā)展的柔性電子技術(shù)應(yīng)用于健康醫(yī)療、智能感知及重大裝備，近年來(lái)在《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）、《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）、《先進(jìn)功能材料》（Advanced Functional Materials）、《力學(xué)和固體物理學(xué)期刊》（Journal of the Mechanics and Physics of Solids）等期刊發(fā)表一系列高水平論文。
清華大學(xué)航天航空學(xué)院、柔性電子技術(shù)研究中心李海成博士為文章第一作者，馮雪教授為論文通訊作者，參與該工作的還有北京清華長(zhǎng)庚醫(yī)院許媛主任團(tuán)隊(duì)。該項(xiàng)研究得到了國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）、國(guó)家自然科學(xué)基金等的資助。
供稿：航院
編輯：李華山
審核：程曦
