准确监测重要的生理参数,如心率、呼吸频率和颅内压(ICP),是至关重要的,特别是对于处理严重的颅脑损伤。尽管植入式ICP传感系统在过去几十年中发展迅速,但它们仍然存在电线连接,灵敏度低,分辨率差以及无法同时监测多个变量等问题。 近日,浙江大学骆季奎/张韶岷&杭州电子科技大学轩伟鹏&西安交通大学Minye Yang团队提出了一种超灵敏的多模态生物遥测系统,该系统将离电压力传感器与异常点(EP)操作相结合,用于监测ICP信号。该系统在检测微小ICP波动方面表现出优异的性能,灵敏度可达115.95 kHz/mmHg,检测分辨率可低至0.003 mmHg。这一系统不仅在ICP水平的精确量化方面表现出色,并且在从ICP信号中区分呼吸和心脏活动方面也表现出色,从而实现了在单一系统内对ICP、呼吸和心率的多模式监测。这一工作可能为ICP的实时无线监测提供了一条实用的途径,从而具有扩展到其他重要生理指标监测的巨大潜力。图1 基于Non-Hermitian EP的生物遥测系统
图2 不对称扰动下特征频率和反射谱的演化
图3 离电压力传感器的设计原理及特点
图4 基于EP的生物遥测系统的灵敏响应
图5 基于EP的生物遥测系统的多模态检测
- 原文题目:An ultrasensitive multimodal intracranial pressure biotelemetric system enabled by exceptional point and iontronics
- 论文共同第一作者:Jie Li, Fan Zhang
- 原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-024-53836-8
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