背景：摄入酒精的微量成分可在汗液和不可感知汗液中检出，但摄入与经皮排出酒精的关系复杂，受环境影响并存在滞后，跨环境实时饮酒检测可行性不明。本研究探索新一代快速采样经皮生物传感器通过机器学习在不同环境中同步检测饮酒的准确性。方法：100名规律饮酒者参加三次实验室会话，操纵酒精剂量、摄入速率和环境条件；14天内现场提供呼气酒精浓度（BA...
新开发的可穿戴透皮酒精生物传感器可被动、无创、连续实时测量体内透皮酒精水平，但原始透皮酒精数据在不同个体、设备和环境下与呼气或血液酒精浓度缺乏稳定定量和时间对应关系。本文提出一种基于随机抽象混合常微分-偏微分方程人群模型和希尔伯特空间线性二次跟踪控制的新方法，从生物传感器产生的透皮酒精浓度信号估计血液或呼气酒精浓度。利用270个饮酒...
透皮酒精传感器（TAS）可连续、客观地监测酒精摄入。本研究在实验室条件下评估两款TAS（BACtrack Skyn和Smart Start BARE）的准确性。32名成年受试者佩戴两种TAS，摄入0.56 g/kg体重的20%乙醇溶液，随后3.5 h内每15 min采集呼气酒精浓度（BrAC）。对峰值、达峰时间和曲线下面积（AUC）...
本文在混合效应统计模型框架下，采用非参数方法，基于可行概率测度集合上的 Prohorov 度量，建立了离散时间抽象抛物线系统中随机参数联合概率分布的最大似然估计量的存在性与一致性。作者还证明了用于计算该最大似然估计量的有限维近似方案的理论收敛性，并将该方法应用于由随机抛物线偏微分方程（PDE）描述的酒精透皮传输问题。数值研究表明，最...
腕戴式经皮酒精传感器有望改变酒精消费测量方式，但硬件故障与数据分析挑战限制了其广泛应用。本研究在实验室和现场环境中评估新一代腕戴式经皮酒精传感器（BACtrack Skyn）的性能。研究利用机器学习模型，将经皮酒精浓度（TAC）时间序列转换为呼气酒精浓度（BrAC）估计，并在大规模实验室研究（N=256）和现场试点研究（N=27）中...
本文研究基于透皮酒精生物传感器数据估计呼气酒精浓度（BrAC）的问题。透皮酒精浓度（TAC）可作为呼气酒精分析仪和饮酒日记的替代手段。作者提出一种带协变量的物理信息长短期记忆（LSTM）网络，将数据驱动的 LSTM 与描述乙醇经表皮扩散的第一性原理群体模型相结合。该群体模型以抽象抛物系统形式作为 LSTM 损失函数中的正则项，使网络...
透皮酒精生物传感器无需受试者主动配合即可提供近连续测量，有望补充呼气酒精仪和饮酒日记。为使透皮酒精浓度（TAC）能稳定转换为血液/呼气酒精浓度（BAC/BrAC），本文提出一种基于协变量依赖、物理信息隐藏马尔可夫模型（HMM）的 BrAC 估计与不确定性量化方法。该 HMM 作为全身酒精前向模型，将 BrAC 与 TAC 作为双发射...
可穿戴透皮酒精浓度（TAC）设备若能将 TAC 转换为具有定量意义的呼气酒精浓度（eBrAC）估计，可成为自然环境中监测饮酒行为的有价值工具。研究团队已开发基于物理与生理的数学模型，从 TAC 估算 eBrAC，但多种因素如何影响模型准确性尚不清楚。胃内容物已知影响呼气酒精浓度（BrAC），但其对 BrAC–TAC 关系的影响尚未研...
透皮生物传感器可提供非侵入、低成本的酒精摄入评估，在成瘾科学中具有广泛应用潜力。旧代透皮设备体积较大且采样间隔稀疏，限制了应用；新一代设备具有智能手机连接、紧凑设计和快速采样特点。本研究在实验室中初步评估新一代透皮传感器原型的有效性。参与者为年轻饮酒者，在实验室接受酒精（目标BAC=0.08%）或无酒精处理，佩戴透皮传感器并反复提供...
本文评估并比较了三种从生物传感器测得的经皮酒精浓度（TAC）估计血液或呼气酒精浓度（BAC/BrAC）的方法。作者首先提出一种基于分布式参数模型的系统辨识/准盲反卷积方案，该模型以偏微分方程描述乙醇在皮肤中的传输，并考虑无界输入与输出；随后将其与两种处理不适定逆问题的常规系统辨识和滤波/反卷积方法进行比较，一种基于频域方法，另一种采...
本文针对经皮酒精生物传感器数据，估计分布式参数模型中随机参数的分布。该模型描述乙醇从血液经皮肤传输并被传感器检测的过程，输入为血液酒精浓度（BAC）或呼气酒精浓度（BrAC），输出为经皮酒精浓度（TAC）。底层模型为带边界输入和输出的一维扩散方程，其中两个参数分别表征皮肤表面蒸发与真皮—表皮间乙醇交换。作者将随机参数视为额外空间变量...
酒精生物传感器设备已可近乎连续、无干扰地测量经皮酒精浓度（TAC），即透过皮肤扩散的乙醇量。由于 TAC 受个体生理和环境因素影响，无法用简单公式转换为血醇/呼醇浓度（BAC/BrAC）。作者此前采用基于物理/生理的确定性模型，利用同一佩戴者同步采集的 TAC 与呼气分析仪 BrAC 进行个体化校准，再反演估计 BrAC（eBrAC...
本文估计透皮乙醇传输分布式参数模型中随机参数的分布及输入信号。该模型为具有无界输入和输出算子的扩散方程，输入位于边界，为血液或呼气酒精浓度（BAC/BrAC），输出也位于边界，为透皮酒精浓度（TAC）。作者将随机参数视为额外空间变量，把随机抽象抛物系统重构为确定性群体模型；当待估分布由联合密度描述时，估计分布等价于估计多维扩散方程中...
已开发出可测量透皮酒精浓度（TAC）的生物传感器，但由于个体、饮酒事件和设备差异，TAC 难以直接转换为可解释的血液/呼气酒精浓度（BAC/BrAC）。作者开发了数学模型和 BrAC Estimator 软件，用于将 TAC 校准并反演为可量化的呼气酒精浓度估计值（eBrAC）。原校准方案需要在实验室中同时采集 BrAC 和 TAC...