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oe1(光电查) - 科学论文

15 条数据
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  • 基于高度(00l)取向组装的BaTiO?微片材的柔性超灵敏压电复合材料及其在可穿戴电子器件中的应用

    摘要： 具有柔性和高灵敏度的压电可穿戴电子设备在健康监测、柔性机器人和人工智能领域受到越来越多的关注。本研究采用逐层自组装技术，制备了一种基于(00l)取向BaTiO3（BT）单晶微片的柔性有机-无机杂化复合材料，用于可穿戴电子器件。对于聚偏氟乙烯-三氟乙烯（P(VDF-TrFE)）/BT单晶微片复合薄膜，其灵敏度比P(VDF-TrFE)/BT微粒复合薄膜和纯P(VDF-TrFE)薄膜高出近20倍。研究发现，BT微片的有序排列也有利于提高复合薄膜的强度。在P(VDF-TrFE)/BT单晶微片复合薄膜中，即使无机相含量高达53.8 wt%，其拉伸强度仍可达204.3 MPa，是纯P(VDF-TrFE)薄膜的四倍。此外，基于P(VDF-TrFE)/BT单晶微片薄膜的柔性压电可穿戴器件能有效提供监测人体活动（如发音、脉搏跳动频率和波形以及运动状态）的详细信息。这种高灵敏度、高强度的柔性压电复合材料在可穿戴设备和健康监测装置的应用方面具有巨大潜力。

    关键词： 有机-无机杂化材料、可穿戴传感器、柔性压电复合材料、钛酸钡

    更新于2025-11-21 11:01:37

  • [IEEE 2018智能系统与创新应用国际会议(INISTA) - 塞萨洛尼基(2018年7月3日-7月5日)] 2018智能系统与创新应用国际会议(INISTA) - 压电学家：一种新型基于压电原理的可穿戴心肺监测系统

    摘要： 本文阐述了一种新型可穿戴心肺参数监测传感器及其软件应用的设计、原型制作与软件开发。Piezologist是一款无感式胸戴设备，由贴片型传感器和移动应用程序组成。该传感器采用压电材料作为心肺信号传感元件，MetaWearC板作为信号采集单元——该板卡还支持蓝牙低功耗（BLE）技术用于原始信号传输。本系统的创新性在于：不仅像既往研究那样通过单张廉价压电片获取常规心肺参数（如心率、呼吸频率及周期），更成功利用同一传感器提取出心电图波形和血压数据。研究同时报道了传感器封装设计与原型制作对信号强度及封装体积/重量的影响。为验证性能，我们将该心肺监测系统与eHealth传感器套件中的三导联ECG传感器、Zephyr腰带式BioHarness传感器两款商用设备进行对比测试并汇报结果。验证过程证实，Piezologist提取的心肺信号与商用传感器获得的心跳、呼吸周期及ECG波形具有一致性。此外通过可用性研究对比了Piezologist与市售传感器在测量心肺参数时的用户体验，结果表明Piezologist有望取代现有的腰带式、手表式及三导联ECG商用传感器。

    关键词： 生物医学信号处理、心率提取、可穿戴传感器、传感器、生命体征、心电图波形、家庭医疗保健、心肺功能、心跳、移动医疗保健、呼吸频率

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • [ACM出版社第14届EAI国际会议论文集 - 澳大利亚维多利亚州墨尔本 (2017年11月7日-11月10日)] 第14届EAI国际移动与泛在系统计算网络与服务会议论文集 - 基于形态学分析的传感器无关光电容积脉搏波信号质量评估

    摘要： 本文提出一种评估指尖光电容积脉搏波（PPG）波形临床可用性的方法，其中训练数据来自医疗级血氧仪，测试数据来自智能手机。我们引入一组新型信号质量指数（SQI）来表征PPG波形的噪声特征，并将这些SQI输入随机森林分类器以区分纯净信号与含噪信号。该方法在四位专家标注的数据集上进行了评估，在训练数据和测试数据上分别获得（92±4.7%、95±4.6%、95.4±3.1%）的灵敏度与特异度。进一步将该方法应用于经临床确诊的冠心病（CAD）对照组与患病组的PPG波形分析，最终获得（77%、77%）的灵敏度与特异度。

    关键词： 伪影、噪声检测、光电容积图、可穿戴传感器、形态学、移动健康

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 电生理学邂逅印刷电子学：一段美好友谊的开端

    摘要： 脑电图（EEG）和表面肌电图（sEMG）是出了名笨重的技术。典型配置可能涉及笨重的电极、悬垂的导线和大型放大器单元。因此将这些技术适配到众多应用中的情况相当有限。得益于印刷电子技术的出现，如今可以有效简化这些技术。可以轻松生产出具有前所未有的性能的优雅电极阵列，从而无需处理多个电极和导线。具体而言，在这篇观点文章中，我们重点关注印刷在软膜上的电极的优势，这些优势体现在电极 - 皮肤界面的信号传输、电极 - 皮肤稳定性以及电极放置过程中的用户便利性，同时实现长时间使用。定制电极阵列设计和实施盲源分离方法还可以提高记录分辨率，减少个体间差异并最小化附近电极之间的信号串扰。最后，我们概述了神经科学领域的几个重要应用以及每个应用如何从电生理学和印刷电子技术的融合中受益。

    关键词： 可穿戴传感器、肌电图（EMG）、印刷电极、皮肤电子学、脑电图（EEG）

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 可穿戴发光式经皮氧监测传感器

    摘要： 我们提出了一种新型可穿戴氧（O2）传感器概念，通过结合发光气体传感技术与可穿戴设备技术实现经皮氧分压（tcpO2）监测。鉴于氧在诊断各类疾病中的核心作用，其监测研究已相当深入。要全面理解正常生理及病理状态相关机制，需要从亚细胞到宏观层面量化氧的生理分布与实时动态变化。尽管具有重要的生物学和临床意义，但现有非侵入性生理环境氧定量方法仍十分有限。本研发的可穿戴传感器包含三个组件：通过碳带贴附于皮肤的发光传感薄膜、作为光源的有机发光二极管（OLED）以及作为光探测器的有机光电二极管（OPD）。所有组件均采用溶液加工工艺，并以类似绷带的平面构型集成整合。为验证性能，该可穿戴传感器测量了下臂与拇指因压力阻断导致的tcpO2变化，其结果与商用仪器测量值具有可比性。除柔性特性外，该传感器的其他优势使其有望成为低成本解决方案，实现对身体任意部位tcpO2的同步监测。

    关键词： 有机发光二极管、经皮氧监测、可穿戴传感器、发光氧传感、有机光电二极管

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 一种柔性有机反射式血氧仪阵列

    摘要： 传输模式脉搏血氧仪是一种通过光学方法测定血液氧饱和度的设备，但其仅适用于耳垂和手指等可透照组织。现有传感器配置只能进行单点测量，缺乏二维氧合图谱功能。本研究展示了一种由有机发光二极管和有机光电二极管构成的柔性印刷传感器阵列，通过检测组织反射光来测定氧饱和度。我们将反射式血氧仪阵列应用于传统传感部位之外的区域：该传感器在额头测量的平均误差为1.1%，并能生成成人前臂在气压止血带诱发缺血状态下的二维氧合图谱。此外，我们建立了数学模型用于区分有无脉动动脉血信号时的氧合状态。这种具备机械柔韧性、二维氧合绘图能力且可灵活布置于不同部位的反射式血氧仪阵列，在慢性病实时监测及术后组织、器官与伤口恢复管理等医疗传感应用中展现出广阔前景。

    关键词： 柔性电子、可穿戴传感器、血氧测定、有机电子学、生物电子学

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • [2019年IEEE光子学与电磁学研究秋季研讨会（PIERS-Fall）- 中国厦门（2019.12.17-2019.12.20）] 2019光子学与电磁学研究秋季研讨会（PIERS-Fall）- 用于检测液体溶液的柔性仿生等离子体微流控传感器

    摘要： 评估患者康复进展及制定住院医疗康复出院决策，依赖于专业临床医师实施的标准临床评估。可穿戴惯性传感器能提供更客观的患者运动与康复进展数据。我们开展了一项研究，旨在探究可穿戴传感器数据对预测某住院康复机构20名患者出院功能独立性量表（FIM）评分的贡献。该量表采用七级序数量表，评估患者在行走、梳洗、沐浴等日常生活活动中的独立程度。我们在住院康复中期两个时间点，通过生态步态任务采集了患者的可穿戴惯性传感器数据?；餮八惴ㄒ源衅餮苌卣骷叭朐菏辈±锹嫉牧俅残畔⑽盗坊　Ｋ淙唤龌诹俅蔡卣鞯哪Ｐ鸵涯芙虾迷げ獬鲈浩婪?，但加入可穿戴传感器衍生特征后，我们实现了更高的预测精度——留一法交叉验证显示，预测出院FIM运动评分的相关系数高达0.97。

    关键词： 预测、机器学习、康复监测、信号处理、可穿戴传感器

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 采用项目式教学法讲授独立的光学与激光课程

    摘要： 使用可穿戴传感器获取的记录中识别无效数据尤为重要，因为移动患者的数据通常比非移动患者的噪声更大。本文提出一种信号质量指数（SQI），用于评估通过可穿戴传感器采集的心电图（ECG）和光电容积图（PPG）信号能否获得可靠心率（HR）。算法在人工标注数据上验证，对ECG达到94%灵敏度和97%特异度，对PPG达到91%和95%。此外，我们提出SQI的两项应用：首先，通过将SQI作为节能策略触发器，可在仅轻微损失有效生命体征数据的情况下，将ECG记录时间减少94%，PPG减少93%；其次，展示如何利用SQI降低从PPG估算呼吸率（RR）的误差。两项应用的性能均在能自主行走的住院患者临床研究数据上进行了评估。

    关键词： 电池续航、可穿戴传感器、呼吸频率（RR）、心电图（ECG）、信号质量、远程监测、光电容积图（PPG）

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • [IEEE 2019年IEEE传感器会议 - 加拿大魁北克省蒙特利尔（2019.10.27-2019.10.30）] 2019年IEEE传感器会议 - 基于水凝胶的快速响应等离子体传感器基底用于乙醇检测

    摘要： 数十年来对实验室脑成像与神经科学的大量投入，使人类感知、认知及与外部世界互动的基础机制得以阐明。但学界认为实验室环境与自然状态下的人类行为可能存在本质差异，因此当前对人脑功能的认知能否适用于高度动态的现实世界仍不明确。尽管脑机交互等部分神经技术已取得实际应用成果，但现有创新仍局限于少数科技群体。我们认为，若能开发面向更广泛从业者的现实场景神经成像工具，将极大推动神经技术的应用发展——这些技术有望从根本上改变日常生活各方面的人机交互方式。本文介绍某政产学研联合团队通过跨学科、多维度整合方法，致力于将现有技术转化为适用于多种环境的实用设备。初步研究结果显示，该领域有望实现重大突破，从而快速提升我们在现实场景中评估脑活动的能力。

    关键词： 脑机接口、数据采集、生物标志物、转化研究、脑机交互、监测、可穿戴传感器、身体传感器网络、脑电图、行为科学

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • [ACM出版社第30届澳大利亚会议 - 澳大利亚墨尔本（2018.12.04-2018.12.07）] 第30届计算机人机交互澳大利亚会议论文集 - OzCHI '18 - 使用光电反射传感器鞋的压力中心估计与步态模式识别

    摘要： 步态分析是多个领域中的重要课题。本文中，我们开发了一种鞋式装置用于测量步行时的足底压力。该装置通过嵌入鞋底的传感器检测受压时鞋底的形变。由于压力并非直接作用于传感器，该系统具有更好的耐用性和更宽的动态范围。我们随后提出了一种足底压力中心（CoP）估算方法，获得的平均决定系数为0.69。该装置还能通过识别9种步行方式的区分率来判定步态模式，平均准确率达到88%。

    关键词： 鞋类装置，可穿戴传感器，步态分析

    更新于2025-09-23 00:51:30