基于喷墨打印的可穿戴压力传感器阵列，可测量脉搏波诊断心脏病

来源：MEMS

医院有各种设备用于检测脉搏波和测量血压，但是这种医用监测仪器体积较大，并通过夹子和袖带等佩戴于人的手臂。如今，有些智能手表能够通过使用光学传感器读取血管脉搏来测量血压，但与笨重的仪器相比，其精度不够高。

可穿戴压力传感器在检测人体皮肤处的脉搏压力波方面显示出巨大的潜力，可用于心脏病的无创和连续诊断。然而，主要困难之一在于如何将传统的单点压力传感器定位在不可见的动脉线上，如果无法检测到足够的信号幅度则难以进行准确的脉搏波分析。

据麦姆斯咨询报道，近日，韩国浦项科技大学（POSTECH）研究人员在ACS Nano期刊上介绍了一种使用可穿戴有源压力传感器阵列对动脉脉搏波进行时空测量以获得最佳脉搏波形的方法。研究人员使用喷墨打印技术制造薄膜晶体管（TFT）阵列，该TFT阵列产量高且均匀性好，尺寸可以灵活定制，并与高灵敏度压阻式传感器薄片集成。

可穿戴压力传感器阵列

薄膜TFT弯曲测试实验

压阻式传感器薄片制造工艺

研究人员通过策略性地调制TFT工作电压，使压力灵敏度最大化（16.8 kPa⁻1），并实现低功耗（101 nW）。可穿戴压力传感器阵列在手腕上创建出时空脉搏波图，该图显示了脉搏幅度的位置依赖性，因此对动脉线的定位能够准确地提取硬化指数（augmentation index）——这是一种评估动脉硬度的参数。该传感器阵列克服了传统单点传感器定位不准确的问题，可用于日常心血管疾病（如心脏病）诊断或动脉导管注射等医疗应用。

韩国浦项科技大学研究人员Jung Sung-jun说道：“我们开发出一种基于喷墨打印的脉搏压力波传感器阵列贴片，它比一根头发还要薄。这种价格实惠的超薄传感器被设计用于可穿戴设备，不会干扰佩戴者身体运动。”

韩国浦项科技大学表示：“我们的研究团队通过将导电墨水打印到超薄的电路板上，开发出超薄压力传感器阵列。利用这种喷墨打印技术可以大大降低可穿戴传感器的制造成本。”

“这种具有100个压力传感像素的超薄传感器可以创建脉搏波的二维图，同时准确测量压力信号和动脉的位置。这项研究非常重要，因为它具有利用喷墨打印技术开发下一代个性化可穿戴设备的潜力。”Jung Sung-jun表示。

论文信息：https://doi.org/10.1021/acsnano.1c06695