天津北方网讯:近日,天津大学机械工程学院机械系梁存满副研究员与香港中文大学、香港城市大学等单位合作,在无袖带血压监测技术领域取得重大突破。相关研究成果 " 面向人群自适应免校准无袖带血压监测的保形压电微系统 " 为长期、精准的心血管健康监测提供了全新解决方案。
随着可穿戴医疗技术的快速发展,无袖带血压监测因非侵入性、连续性优势,成为高血压早期筛查和个性化医疗的关键技术手段。然而,现有设备普遍存在两大核心痛点:长期使用需频繁校准才能保证准确性,且难以适配不同性别、年龄、肤色人群的血管生理差异,严重限制了其临床应用与普及。针对上述难题,研究团队创新性地提出器件设计 + 算法优化的一体化解决方案,研发出保形可拉伸压电微系统(CSPM)。
该系统集成了两种核心传感模块:基于空腔增强型压电薄膜的脉搏波形传感器,灵敏度较传统设计方案提升约 160 倍,能精准捕获脉搏波信号;2 × 4 阵列式超声传感器,可实时测量血管直径及其动态变化,分辨率达 4.928 微米。两种传感器能够在同一局部血管区域同时工作,实现脉搏波速度(PWV)与血管直径的精准同步测量,为血压计算提供了全面的血流动力学参数支撑。
该微系统还具备出色的穿戴性能:整体厚度不足 450 微米、重量小于 1 克,采用低刚度硅橡胶封装,可拉伸至 40%,能紧密贴合手腕等曲面皮肤,且疏水防汗、生物相容性优异,连续工作 3 小时温度保持稳定,可满足长期不间断监测需求。
在算法层面,团队构建了基于人口统计学的自适应血压模型,能够实现免校准血压测量;同时引入时间衰减补偿策略,有效解决可穿戴传感器轻微滑移导致的测量偏差,确保长期血压监测稳定性。研究团队对 45 名受试者开展测试,测试结果显示其在不同性别、年龄、肤色人群中均表现出稳定准确性,且能精准跟踪 7 天内日常活动中的血压变化,另外无需个体校准即可直接使用,收缩压平均绝对误差仅 5.22 毫米汞柱,舒张压仅 4.57 毫米汞柱,精度媲美专业袖带式医疗设备。
这项技术突破了无袖带血压监测的频繁校准难题和人群适配瓶颈,为可穿戴医疗设备的临床转化奠定了重要基础,未来有望广泛应用于高血压筛查、心血管疾病预警和管理等场景,助力个性化医疗和健康管理新模式的发展。
(津云新闻记者 段玮 通讯员 张华)


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