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用于實時檢測機械力信號的便攜式可穿戴傳感器因其在醫療健康監測中的潛在應用而受到廣泛關注。壓力傳感器是構建智能疾病診斷系統的關鍵元器件，然而，傳統的壓力傳感器靈敏度有限，響應范圍不理想，同時，在多通道的實時脈沖感知中存在信號串擾等問題。近期，中國科學院大學的研究團隊提出了一種基于多通道柔性脈沖感知陣列的智能疾病診斷系統，可用于遠程疾病診斷。研究成果發表在《ACS Nano》期刊，論文的標題“Multichannel Flexible Pulse Perception Array for Intelligent Disease Diagnosis System”。
該研究團隊提出了基于聚酰亞胺/多壁碳納米管-聚二甲基硅氧烷納米復合材料/聚酰亞胺(PI/MPN/PI)三明治結構壓力傳感器的多通道柔性脈沖感知陣列的智能疾病診斷系統。在分子層面，研究人員綜合運用分子動力學模型和多層結構有限元分析來指導壓力敏感納米復合材料和傳感器結構的設計，得到了性能最佳時多壁碳納米管的最佳尺寸（外徑<8 nm，長度10?30μm）和填充率（6 wt %），研究了壓力敏感納米復合材料的靈敏度與動態感知范圍之間的壓力敏感機理。在結構層面，研究人員基于砂紙模具制備了具有雙面金字塔狀微結構的壓力傳感器，實現了高靈敏度（35.02 kPa–1）和寬響應范圍（<18 kPa）。在器件層面，研究人員設計了3個感知區域（每個感知區域的傳感器單元為3×3，共27個），同時將27個壓敏傳感單元整合在橈動脈上方較窄的位置，實現了高密度脈搏信號的測量，為后續的脈搏識別提供充分的數據保障。在算法層面，研究人員針對疾病診斷提出了兩種不同的脈象識別算法：第一個算法是六維特征提取算法，可以將脈搏中的生理信息提取出來，以方便醫生進行診斷；第二種算法基于脈病信息庫對不同患者的脈象進行自動識別，識別率達到97.8%；最后，結合兩種算法實現了疾病的智能診斷。
該研究提出的一種基于柔性壓力傳感器的疾病智能診斷系統填補了脈診分析和疾病診斷的空白，對可穿戴健康監測具有重要意義。
注：此研究成果摘自《ACS Nano》雜志，文章內容不代表本網站觀點和立場，僅供參考。
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