等离激元生物传感器，尤其是表面等离子共振（SPR）和表面增强拉曼光谱（SERS），因可实现实时、无标记生化检测而受到关注。然而，由于等离激元与不同生物分子相互作用复杂，最大化灵敏度和选择性仍是挑战。本文提出 SERA，一种人工智能驱动框架，将机器学习算法与实验 SERS 数据结合，用于等离激元传感性能的预测建模和优化。模型在来自多种...
糖尿病肾病（DKD）是全球慢性肾病的主要原因，但现有诊断主要依赖尿白蛋白、估算肾小球滤过率等间接指标或侵入性肾活检，难以区分DKD与其他肾小球疾病。本研究评估尿液挥发性有机化合物（VOC）谱结合机器学习用于DKD无创分类的可行性。研究纳入127名受试者，分为健康对照、2型糖尿病无肾病、活检确诊DKD和原发性肾病综合征四组。尿液样本采...
早期确定水稻矿质营养缺乏的类型和程度，对及时采取农艺措施、防止减产具有重要意义。本研究构建基于机器学习的智能 microRNA 生物传感平台，利用植物 microRNA 数据识别水稻氮（N）、磷（P）、钾（K）和硫（S）缺乏的类型与严重程度。采用基于探针–靶标 microRNA 杂交峰电流的电化学生物传感器，测定 14 种水稻 mi...
腕戴酒精生物传感器可连续、被动记录经皮酒精浓度（TAC），用于检测酒精摄入和严重醉酒，但设备被移除时测量会中断。若未处理非佩戴数据，会损害酒精使用观察及醉酒预测。为超越常用温度阈值并更精确检测非佩戴，作者利用实验室真值训练随机森林算法。研究一中，36名参与者佩戴BACtrack Skyn腕戴酒精生物传感器，完成61个5小时实验室会话...
乳腺癌是全球重大健康问题，也是女性首位死因。由于癌症类型超过100种且症状各异，早期检测面临挑战。2016—2020年，乳腺癌每年导致每10万名女性中19.6人死亡，凸显早期治疗的重要性。机器学习已成为改善早期诊断和预后、降低死亡率的重要工具。本研究基于CDP乳腺癌数据集，对支持向量机（SVM）、决策树（DT）、随机森林（RF）、逻...
为及时识别斜视潜在患者并防止弱视和永久视力丧失，本文提出一种基于可穿戴眼动追踪设备与人工智能算法的高精度斜视筛查方法。针对早期患者双眼协调过程中轻微且偶发的不一致，系统在广角连续运动中采集眼部时空连续的高清近红外图像，并通过视觉引导有效诱发间歇性斜视。基于采集的眼动信息，引入瞳孔-眦角向量计算16个具有明确生理解释的眼动过程特征；这...
本文报道了一种用于可穿戴健康监测的自供电便携式电子模块，集成板载能量收集、模拟前端、信号处理和电池管理单元，用于实时心电图（ECG）采集与个性化健康监测。该模块可采用锂离子电池、硅光电二极管阵列和太阳能电池供电，其中BQ25505电池管理电路在硅光电二极管和太阳能电池支持下检测环境光变化，并可提供最高4.2 V稳定输出以维持模块连续...
细菌纳米线（NW）在希瓦氏菌属（Shewanella spp.）和地杆菌属（Geobacter spp.）中已被广泛研究，通常由IV型菌毛或多血红素c型细胞色素形成。通过纳米线进行的电子转移是微生物诱导腐蚀研究中最受关注的机制之一，近年来也引起生物电子与生物传感器领域的兴趣。本研究开发了一种基于机器学习（ML）的工具，用于分类纳米线...
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...
光电生物传感器可测量生物分子构象变化及其相互作用，在生物医学诊断与分析中具有重要价值。表面等离子共振（SPR）生物传感器基于无标记、金基等离激元原理，具有高精度和高准确性，是常用检测平台之一。由 SPR 生物传感器产生的数据集已被用于疾病诊断与预后等机器学习模型，但用于开发或评估 SPR 生物传感器准确性、保障下游模型可靠性的模型仍...
背景：新冠疫情暴露了全球医疗系统的脆弱性，急诊和住院病房需要新的技术解决方案以加强患者监测。目前连续生命体征监测通常仅用于重症监护病房。目的：本研究旨在开发一种智能系统，通过可穿戴生物传感器设备连续监测生命体征，并结合有意义的临床记录，动态优先排序患者，并利用人工智能模型估计每个病例恶化的可能性。方法：数据来自希腊塞萨洛尼基希波克拉...
准确检测并风险分层潜伏结核感染（LTBI）仍是重大临床问题。作者假设，多重参数策略探测针对结核分枝杆菌（Mtb）的免疫应答，可为LTBI状态及复发风险提供新诊断信息。在概念验证后，作者开发13重免疫检测面板，分别用Mtb相关抗原和非特异性抗原刺激外周血单个核细胞（PBMC），分析细胞因子释放以识别生物标志物特征。研究纳入65名不同结...
移动设备采集的心电图（ECG）信号具有用于生物特征身份识别的潜力，可应用于对数据安全要求较高的远程访问控制系统。本研究提出一种新的两阶段分类算法，将随机森林（random forest）与小波距离度量（wavelet distance measure）通过概率阈值方案相结合，以提高基于移动设备集成生物传感器所获取 ECG 数据的生物...