Artificial intelligence biosensors: Challenges and prospects.
人工智能（AI）与可穿戴传感器是实现个体化精准医疗的两个关键领域。将二者融合，可更有效地获取患者数据，并优化可穿戴传感器设计，用于持续监测佩戴者的健康、运动状态及周围环境。随着物联网（IoT）、大数据和“大健康”从概念走向落地，具备合适技术特征的 AI-生物传感器面临新的机遇与挑战。本文系统总结了面向未来可穿戴与植入式技术的关键阶段...
A Frequency Pattern Mining Model Based on Deep Neural Network for Real-Time Classification of Heart Conditions.
随着基于传感器的物联网设备收集大量生物信息大数据，个性化分析技术成为实时判断个人心血管疾病风险因素的基础。本文提出一种结合快速傅里叶变换预处理与深度神经网络的个性化心脏状况分类模型，用于处理实时累积的生物传感器输入数据。模型通过学习输入数据建立近似函数，帮助用户识别风险状况。研究对脉搏频率采用快速傅里叶变换进行预处理，利用提取功率谱...
Artificial intelligence mobile health platform for early detection of COVID-19 in quarantine subjects using a wearable biosensor: protocol for a randomised controlled trial.
全球 COVID-19 暴发期间，隔离与检疫仍是控制传播的关键措施，但依赖受试者自律的间歇性体温和症状监测效果有限。本研究为一项前瞻性、随机、开放标签临床试验方案，拟纳入 200–1000 名在港指定设施接受强制检疫的无症状 COVID-19 密切接触者。受试者按 1:1 随机分配至远程监测组或标准监测组，接受 14 天检疫。对照组...
Flexible electrochemical biosensors for healthcare monitoring.
随着可穿戴设备关注度提升，提高生物传感器柔性受到重视。在众多生物传感器中，电化学生物传感器因响应快、天然微型化、操作方便和便携等优势，特别适合开发柔性生物传感器。近年来，为实现泪液、汗液和唾液等体液的无创实时监测，开展了大量柔性电化学生物传感器研究。为此，研究者利用多种基底、新型纳米材料和检测技术构建导电柔性平台，用于制备柔性电化学...
Practical Judgment of Workload Based on Physical Activity, Work Conditions, and Worker's Age in Construction Site.
为在不损害健康与安全的前提下维持建筑工人生产力，本研究开发了一种可实际用于施工现场的个体体力负荷风险判断方法。研究基于湿球黑球温度（WBGT）、行为信息和工人身体特征构建负荷模型，利用集成生物传感器与加速度传感器的可穿戴智能服装采集工人 ECG 心电信号和三轴加速度，计算心率、心率储备（%HRR）和体力活动量（ACC）。以 ACC、...
Epidermal Patch with Glucose Biosensor: pH and Temperature Correction toward More Accurate Sweat Analysis during Sport Practice.
本文报道了一种用于汗液葡萄糖分析的柔性表皮贴片，首次将pH和温度校正引入基于酶的生物传感器在体测量中。由于酶活性强烈依赖局部pH与温度，该校正对可靠传感至关重要。贴片包含微流控细胞，其汗液收集区连接流道，流道内集成葡萄糖生物传感器、pH电位电极和温度传感器。葡萄糖生物传感器在汗液生理葡萄糖范围（10–200 μM）内呈线性响应，并可...
Soft Materials for Wearable/Flexible Electrochemical Energy Conversion, Storage, and Biosensor Devices.
下一代可穿戴技术需要能够佩戴在柔软和弯曲表面上的便携式柔性储能、能量转换和生物传感器器件。这些器件的共形集成要求使用柔软、柔性、轻质且具有相似力学性能的材料和基底，同时保持或提高其传统性能。本综述收集并讨论了近年来在该领域的重要研究贡献，重点关注软质和柔性材料（电极、电解质、基底）的开发与排布，这些材料使传统电源和传感器能够成为可行...
Signal quality and patient experience with wearable devices for epilepsy management.
非侵入式可穿戴设备有望辅助癫痫管理，但需具备稳健信号质量且患者愿意长期佩戴。对可穿戴生物传感器信号进行自动机器学习分类时，需要定量信号质量指标以自动剔除低质量或损坏数据段。本研究将商用可穿戴传感器佩戴于接受住院或居家脑电图（EEG）监测的癫痫患者及健康志愿者。Empatica E4 与 Biovotion Everion 记录加速度...
Consumer-grade biosensor validation for examining stress in healthcare professionals.
医疗保健专业人员中压力和职业倦怠高发，但现有量化工具既不符合其繁忙工作节奏，也不符合感染防控要求。本研究旨在评估一种可穿戴消费级生物传感器监测和管理医疗专业人员压力的有效性。12名健康男性志愿者完成递增运动试验至力竭，以分级方式诱导生理应激。采用 Vital Scout 可穿戴生物传感器（VivaLNK, Inc.）在运动过程中连续...
Biosensors for Managing the COVID-19 Cytokine Storm: Challenges Ahead.
全球新冠疫情使许多重症监护单元超负荷甚至崩溃，死亡人数激增。在患者进入重症监护前，识别可能恶化的患者并及时治疗是避免ICU饱和的重要策略。目前共识认为，过度炎症综合征或“细胞因子风暴”是重症新冠患者预后不良的主要原因，细胞因子水平可作为预后生物标志物。本文综述了新冠细胞因子风暴的主要事件和当前实验性治疗，并倡导建立以生物传感器为核心...
Tear Glucose Measurement by Reflectance Spectrum of a Nanoparticle Embedded Contact Lens.
血糖水平是糖尿病诊断和治疗的关键指标。由于泪液葡萄糖与血糖浓度存在相关性，检测泪液葡萄糖可作为传统指尖血糖试纸的替代方式，实现血糖的非侵入性监测。本文报道了一种纳米颗粒嵌入隐形眼镜（NECL）生物传感器，其由葡萄糖氧化酶（GOX）和氧化铈(III)组成。作者利用反射光谱法发现，隐形眼镜的反射光谱随葡萄糖浓度发生可检测变化，并建立了反...
Epidermal Enzymatic Biosensors for Sweat Vitamin C: Toward Personalized Nutrition.
可穿戴化学传感器为改善饮食依从性提供了新机会，但用于个性化营养指导的可穿戴化学传感器尚未见报道。本文报道一种表皮生物传感器，用于跟踪服用维生素C片和富含维生素C果汁后汗液中维生素C的动态变化。该传感器在柔性可打印纹身电极上固定抗坏血酸氧化酶（AAOx），通过监测氧共底物还原电流的变化，实现汗液维生素C的非侵入电化学检测。柔性维生素C...
Conformal, waterproof electronic decals for wireless monitoring of sweat and vaginal pH at the point-of-care.
pH 监测是评估个体健康状态的有效手段，但可穿戴生物传感器面临成本高、热漂移、湿度敏感及金属过敏等挑战。本文报道了一种低成本防水电子贴（WPEDs）的制备，其具有高顺应性、可一次性使用，可监测汗液和阴道 pH。WPEDs 包含聚苯胺/银微片（PANi/AgμF）传感层，经优化后可在多数生物流体临床相关范围内进行准确的阻抗法 pH 定...
Wearable Textile Supercapacitors for Self-Powered Enzyme-Free Smartsensors.
可穿戴储能与柔性人体生物分子检测是实际环境中实时健康监测的两个关键因素。若一个可穿戴系统能同时实现储能和生物分子检测，将具有重要意义。本文通过简单电化学沉积法制备了碳纤维基 NiCoO2 纳米片包覆氮掺杂碳（CF@NiCoO2@N-C）材料。作为双功能活性材料，CF@NiCoO2@N-C 表现出优异的超级电容器行为和突出的电催化性能...
Mechanical Tolerance of Cascade Bioreactions via Adaptive Curvature Engineering for Epidermal Bioelectronics.
表皮生物电子器件能够非侵入、实时监测人体健康状况，是可穿戴医疗设备核心。实现可耐受机械形变的表面生物反应，将生化信息转换为可检测信号，对获得高传感保真度至关重要。本文结合模拟与实验，研究基于氧化还原酶级联反应（RECR）的典型表皮生物传感器系统，该系统由葡萄糖氧化酶/乳酸氧化酶和普鲁士蓝纳米粒子组成。模拟表明，应变引起的表面反应物通...
Wearable non-invasive monitors of diabetes and hypoxia through continuous analysis of sweat.
本文报道基于连续汗液分析的可穿戴无创监测设备，用于糖尿病与低氧状态监测。采用临床相关的毛果芸香碱电渗法诱导出汗。结果显示，汗液中葡萄糖和乳酸浓度变化率与毛细血管血中相应指标存在正相关，满足无创诊断的充分条件。作者指出，只有流通式可穿戴设备能在汗液分泌后几乎立即将其输送至生物传感器，避免“纹身式”传感器因汗液混合造成的响应延迟，从而实...
Comparison of Colorimetric Analyses to Determine Cortisol in Human Sweat.
比色分析通过化学反应引起可见颜色变化，是检测皮质醇的简单、低成本且可靠的策略，有助于诊断和管理多种与激素相关的疾病。本研究比较了四种使用不同显色剂的比色皮质醇分析方法，包括硫酸、Porter–Silber试剂、普鲁士蓝和蓝四氮唑。作者通过提高醇的碳含量并加入金纳米颗粒（AuNPs）改进经典Porter–Silber法，使反应速率提高...
Flex-GO (Flexible graphene oxide) sensor for electrochemical monitoring lactate in low-volume passive perspired human sweat.
本研究设计、制备并测试了一种适用于被动分泌小汗腺汗液的低体积乳酸传感器，并与商用 Lactate Plus 乳酸仪进行基准比较。该传感器将氧化石墨烯（GO）纳米片集成到纳米孔柔性电极系统中，利用非法拉第电子-离子电荷转移，在 1–5 μL 汗液体积下实现基于阻抗的超灵敏乳酸检测。乳酸氧化酶（LOD）被固定在 GO 纳米片表面，构建针...
Feasibility of Using a Wearable Biosensor Device in Patients at Risk for Alzheimer's Disease Dementia.
背景：阿尔茨海默病（AD）在认知症状前存在睡眠与自主神经调节的早期变化，可穿戴生物传感器或可评估AD风险。方法：招募有AD家族史且无或轻微认知主诉患者，40例中34例同意佩戴WHOOP，1例丢失，33例纳入数据；包括24例认知正常、6例主观认知下降、3例淀粉样蛋白阳性。通过WHOOP采集睡眠周期、心率变异性（HRV）和活动指标，并进...
A wearable lab-on-a-patch platform with stretchable nanostructured biosensor for non-invasive immunodetection of biomarker in sweat.
柔顺、可穿戴的生物传感器集成系统有望实现体液中生物标志物的非侵入、定量原位检测，但制造能精确处理体表液体且操作简单的软性亲和生物传感器贴片仍具挑战。本文展示一种柔顺可穿戴“贴片实验室”（lab-on-a-patch, LOP）平台，由可拉伸无标记阻抗生物传感器与可拉伸微流控器件组成，用于原位检测汗液中的激素标志物皮质醇。一体化可拉伸...