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美国佐治亚州，2026年2月19日 /EINPresswire.com/ — 持续的心血管监测对预防和管理心脏病至关重要，然而大多数可穿戴设备在运动伪影方面存在困难，且需要在动脉上精确对准。新开发的无需精确对准的纺织基电生理传感袖套(TAESS)通过将心电图(ECG)和阻抗血流图(IPG)集成到柔软、透气的针织面料中，提供了一种实用的解决方案。这种双模态系统能够实时追踪关键血流动力学参数，包括血压、每搏输出量、心输出量、心率和全身血管阻力。即使在运动、旋转、出汗或重新穿戴的情况下，该袖套仍能保持信号保真度，在长期使用中提供临床级精度的同时保持舒适性。这项创新为日常生活中个性化心血管健康监测提供了一条可扩展的低成本路径。
心血管疾病仍然是全球死亡的主要原因，每年夺走近1800万人的生命。早期检测和持续监测血压、血管阻力和心脏功能对管理慢性心脏病至关重要。然而，当前消费级可穿戴设备严重依赖必须精确放置在动脉上的光学传感器，使其极易受到运动干扰和错位影响。即使是临床级系统也往往依赖笨重的设备或需要反复校准。此外，每搏输出量和全身血管阻力等关键血流动力学指标在临床环境之外很少能够获取。由于这些挑战，迫切需要开发可靠的、无需精确对准的可穿戴技术，以实现全面的心血管监测。
香港中文大学与合作研究机构的研究人员开发出一种无需精确对准的纺织基电生理传感袖套(TAESS)，该研究成果已于2025年发表在《 Microsystems & Nanoengineering》期刊上（DOI: 10.1038/s41378-025-01088-x）。该研究展示了一种针织可穿戴系统，通过集成心电图(ECG)和阻抗血流图(IPG)实现核心心血管参数的连续测量。与光学设备不同，TAESS无需精确定位即可从上臂捕获高保真的电和血流信号，能够在日常活动中同时监测血压、每搏输出量、全身血管阻力和心率。
TAESS系统采用镀银导电纱线无缝编织成透气且可拉伸的纺织袖套。其设计在上臂周围布置了两个ECG电极和四个IPG电极，用于捕获心脏电活动和血流驱动的阻抗变化。该纺织品的多孔结构确保了卓越的汗液渗透性（37.5 mg·cm⁻²·h⁻¹）、散热性能和超过45%的弹性，性能优于商用电极。通过同步的ECG-IPG波形可提取包括RR间期、QTc、脉搏传导时间、dZ/dt、每搏输出量和血管阻力在内的信号级参数。
关键的是，与光体积描记法设备不同，当未与动脉完全对准时会丢失信号，而该袖套对径向旋转或轴向位移不敏感。实验表明，在干燥、湿润、拉伸和运动条件下，该系统均能保持稳健的ECG和IPG信噪比。在受控呼吸任务中，系统准确追踪了逐搏血压、每搏输出量和全身血管阻力，收缩压和舒张压预测均方根误差分别达到7.05 mmHg和5.93 mmHg，优于脉搏波速度和零基准方法。在10名参与者中，即使重新穿戴后，该设备的平均绝对误差仍维持在约4 mmHg。这些能力使TAESS成为现实环境中全面血流动力学监测的实用、无需精确对准的解决方案。
"我们的研究表明，精确的心血管监测不再需要刚性硬件或完美的传感器定位，"该研究通讯作者指出，"通过将心电图和阻抗血流图集成到柔软的针织袖套中，我们能够在运动、出汗或重新穿戴期间准确测量血压和血流动力学参数。该系统捕获了当前光学可穿戴设备无法可靠获取的基本生理信号。TAESS为连续心血管评估提供了一条可扩展的路径，为日常生活中的个性化预防性医疗奠定了重要基础。"
TAESS代表了迈向下一代可穿戴健康技术的重大进步，该技术能够进行持续且具有临床意义的心血管监测。其无需精确对准的操作方式、低制造成本和纺织品级别的舒适性使其适用于长期家庭使用、慢性病管理、远程患者监测以及智能服装的集成。双模态生理建模还为检测心律失常、评估血管僵硬度以及追踪心力衰竭患者的康复情况开辟了新机会。随着未来研究扩展采样率和临床测试，这种基于纺织品的平台可能会改变血压、心输出量和血管动态的监测方式，实现更主动和个性化的心血管护理。
DOI
10.1038/s41378-025-01088-x
资助信息
本工作部分由深圳市科技创新委员会科学、技术与创新委员会(Shenzhen Municipality STIC)深港澳科技研究计划（C类）项目SGDX20220530111200001资助，部分由香港特别行政区InnoHK计划下的香港脑心血管健康工程中心资助，部分由创新科技署InnoHK计划下的感知与交互智能中心(CPII)有限公司资助。
作者简介
Lucy Wang
BioDesign Research
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