首尔国立大学工程学院机械工程系可穿戴柔性电子实验室的高胜焕教授团队,近日宣布开发出革命性的皮肤贴片式电子血压监测设备。这款仅邮票大小的柔性电子贴片通过监测心电信号与脉搏波传导时间差,实现了无需充气袖带的连续血压监测,相关成果发表在《先进功能材料》(影响因子19.0)。
全球约13亿高血压患者中仅21%实现有效管理,传统袖带式血压计因需频繁测量且影响日常活动,导致依从性低下。新设备采用独特液态金属材料,其弹性与皮肤相当且导电性能优异。通过激光烧结技术精准构建电路,在无需化学添加剂条件下实现700%拉伸形变能力,经1万次循环测试后仍保持稳定性能。
该技术基于心脏电活动与机械活动传导时间差原理:当心脏收缩时,电信号以光速传导至手腕,而机械脉搏波因血液推进存在延迟。通过监测这种纳秒级时间差变化,可精确推算收缩压与舒张压。实验显示该设备在运动前后血压快速波动监测中,精确度较传统方法提升40%。
设备突破性创新体现在:
- 采用液态金属作为传感材料,突破传统金属导体的机械性能限制
- 开发选择性激光烧结工艺,实现微米级电路精准加工
- 建立心电-脉搏时差与血压的动态数学模型
- 集成多层传感器阵列,消除运动伪影干扰
首尔国立大学团队与卡内基梅隆大学合作研究中,成功验证该设备在健身指导、慢病管理、职业安全等场景的应用价值。特别是对"沉默杀手"高血压患者,可实现全天候健康监测。设备可与智能手表、可穿戴医疗贴片等设备无缝集成,加速推进"医院之外"的智慧医疗时代。
项目首席研究员高胜焕教授表示:"这项技术挑战了传统血压监测的认知边界。我们的系统不仅能实时捕捉生理信号,更能通过AI分析预测心血管风险。"研究团队正推进无线通信模块和AI数据分析系统的集成,计划将设备小型化至可嵌入手环或智能服装中。
该成果已引发医疗设备制造商和可穿戴科技企业广泛关注。临床试验显示,设备在运动血压监测中与有创动脉导管测量的相关系数达0.93,预示着在运动医学和重症监护领域的应用潜力。随着柔性电子技术的进步,未来或可通过手机APP实时查看血压波形,真正实现"每个人的家庭监护病房"愿景。
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