惯性动力学与运动学对人体生物力学功能具有重要影响。本文提出一种基于惯性测量单元（IMU）的运动追踪新算法，将改进的生物传感器技术与主流运动追踪硬件相结合，通过肢体旋转的关节轴角表示来评估人体运动整体表现。研究提出以归一化轴向量及其对应关节角描述三维旋转，替代传统欧拉角方法。与欧拉角相比，轴角表示不预设运动路径，可更自然地表达目标导向...
基于物联网医疗（IoHT）的多种设备已被用于人体运动解码，以支持电子医疗应用。不同测量条件（传感器类型、佩戴方式、数据获取方式和处理模型）会影响日常监测。现有模型通常结合多种预处理、描述子提取、降维和多传感器数据分类技术，但多受试者数据与不同技术组合可能降低运动解码准确率。为此，本文提出一种深度神经网络模型，对运动和环境数据采用最新...
随着健康监测、康复、手术和长期治疗对可靠测量数据需求快速增长，运动生物传感器在可穿戴设备、人机交互和生物工程中的重要性显著提升。传统皮肤贴附生物传感器多依赖光刻、沉积等复杂且昂贵的工艺，制备流程繁琐。增材制造（AM）通过定制化制造、快速成型和简化流程，推动了非侵入运动生物传感器的发展，使低成本、高灵敏度、可测量多种运动信号的传感器成...
系统性红斑狼疮（SLE）是一种以免疫失调和疾病活动波动为特征的复杂自身免疫病。本研究开展完全去中心化的纵向数字研究，利用移动应用和可穿戴设备收集 SLE 患者的患者报告结局（PRO）、生活质量（QOL）及生物特征数据，并用机器学习预测疾病 flare。研究从 LupusCorner 社区招募自报 SLE 诊断的成人，通过 LCR-A...
青光眼是造成不可逆视力丧失的主要原因，眼内压（IOP）是其关键且可干预的风险因素。本文系统综述了 IOP 的生理意义、房水生成与流出机制、IOP 波动与青光眼进展的关系，以及传统眼压计（Goldmann 压平眼压计、回弹式、非接触式等）的局限。文章重点总结 2017—2023 年可穿戴与植入式 IOP 生物传感器的工程进展，包括隐形...
随着现代生活水平和技术发展，传统智能设备已难以满足高质量生活需求，柔性电子因此成为突破现有局限的重要方向。健康检测需求不断增长，推动基于生物传感器的智能可穿戴设备发展，也对先进柔性制备技术提出更高要求。目前市场上已有柔性连接电子设备、可弯曲LED阵列和柔性射频电子标签等产品，其制造和集成相对简单，但功能仍较有限。面向智能穿戴、柔性储...
生物传感技术的进步为将实验室技术转化为临床即时检测应用提供了机遇。近期研究集中于电化学和光学生物传感平台，但这些平台对多数可在皮肤上测量的临床相关靶标灵敏度较低。此外，生物分子非特异性吸附（生物污损）被证明是限制这些检测系统寿命和性能的关键因素。本研究旨在利用生物材料的选择性吸附特性，实现分析物的富集与检测，目标是开发一种集成于微流...
随着智能传感普及和现代医学技术发展，智能医疗传感技术应运而生。该技术融合物理、数学、材料等基础学科，以及半导体、集成电路和人工智能等现代技术，是医学领域最具前景的方向之一。其核心是在考虑人体工程学和传感器功耗的前提下，使现有医疗传感器智能化、便携化和可穿戴化，以适应云医疗、个性化医学和健康监测趋势。测量与控制系统自动化、智能化要求传...
本研究旨在开发一种带微流控通道的乳酸传感器，以克服气泡干扰汗液乳酸测量的问题，并评估其用于汗液乳酸连续监测的潜力。为实现连续监测，利用微通道向乳酸传感器电极输送并排出汗液。所开发的传感器在微通道中设置了专门的气泡捕获区，使气泡无法接触电极。通过让受试者运动，评估该传感器监测汗液乳酸的有效性及其与血液乳酸水平的相关性。该微流控乳酸传感...
生物传感器是可用于临床诊断、食品分析和环境监测的简单、实时且有效的分析工具。纳米功能材料具有高比表面积等独特性质，在生物医学诊断中具有重要价值。纳米工程推动了纳米功能材料在生物传感器中的广泛应用。0D、1D、2D和3D纳米结构被用于提高生物传感器的选择性、检出限、灵敏度和响应速度。其中，碳纳米管和纳米纤维在电化学生物传感器中得到大量...
生物传感器在健康科学中的作用日益重要。持续监测生物医学信号以及公共卫生支出增长，要求寻找兼具生物相容性、电活性、可吸收性和对特定生物分析物高选择性的材料。导电聚合物水凝胶因同时具备导电聚合物与水凝胶的特性，成为极具前景的生物传感器材料。通过设计导电聚合物水凝胶基复合材料，可进一步调控和增强其功能，以满足不同终端应用需求。本文综述了不...
可穿戴无线生物医学传感器是快速增长的研究领域。许多生物医学信号需要在身体不同部位布置多个传感器，且不能依赖局部有线连接。然而，以低成本、低延迟和高精度时间同步方式设计多部位系统仍是未解决问题。现有方案通常采用定制无线协议或额外同步硬件，形成功耗较高的定制系统，并难以在不同厂商微控制器之间迁移。本文提出一种基于蓝牙低功耗（BLE）的低...
本研究调查通勤对人类健康的影响，采用主客观指标评估通勤压力。研究招募45名健康成人（18名女性、27名男性），通勤方式包括公交、驾车、骑行、火车、地铁及公交+火车。参与者连续5天在早晨通勤期间佩戴非侵入式可穿戴生物传感器，采集脑电（EEG）和血压（BP），并记录天气温度；同时通过PANAS量表收集年龄、身高、体重、用药、饮酒和吸烟等...
呼吸频率（fR）是反映体力活动强度的有效指标，因此开发可在真实运动场景中测量 fR 的可穿戴设备备受关注。可集成于纺织品的胸壁运动传感器虽具优势，但易受运动伪迹影响，限制了其在部分运动项目中的应用。为此，本研究设计并测试了一种嵌入温度生物传感器的智能面罩，用于骑行运动中的 fR 监测。系统先完成实验室台架测试，再在室内和室外条件下，...
糖尿病与短期和长期健康问题密切相关，因此早期检测至关重要。研究机构与医疗机构越来越多地采用成本效益高的生物传感器监测人体生物过程并提供精准诊断。生物传感器有助于糖尿病准确诊断与监测，从而支持高效治疗和管理。近年来，纳米技术在快速发展的生物传感领域受到关注，推动了新型传感器和传感过程的进步，并提高了现有生物传感器的性能与灵敏度。纳米技...
二维材料自出现以来因在传感器领域展现潜力而引发研究热潮。MXenes是一类二维过渡金属氮化物、碳化物和碳氮化物。自2011年从Ti3AlC2合成Ti3C2以来，相关研究大量发表。由于MXenes相比传统二维材料具有多项优势，已被广泛研究、合成和表征。为帮助读者理解这些材料，本综述系统介绍MXenes的结构，讨论多种合成方法，并分析其...
人体生理信号对健康管理和运动训练具有重要指导意义，通常可分为物理信号（电信号、血压、温度等）和化学信号（唾液、血液、泪液、汗液）。随着生物传感器的发展，许多用于监测人体信号的传感器相继出现，其特点为柔软、可拉伸且自供电。本文总结了近五年自供电生物传感器的研究进展。多数此类传感器以纳米发电机和生物燃料电池作为能量来源。纳米发电机可在纳...
物联网（IoT）、5G 蜂窝技术和信息物理系统（CPS）正在推动多种智能化 IoT 应用。作为 IoT 最具影响力的应用之一，医疗健康借助环境辅助生活（AAL）、移动医疗（mHealth）和电子健康（eHealth）实现服务升级。传统医疗常存在延迟、资源浪费甚至死亡风险。远程受害者观察（RVO）可利用 IoT 的智能与预测能力，规避...