Piezoelectric and electromagnetic respiratory effort energy harvesters.
正常呼吸引起的躯干运动可作为超低功耗电子设备的替代可再生电源，同一输出信号也可记录为包含呼吸信息的生理信号，从而支持自供电可穿戴生物传感器/能量收集器。本文提出此类生物传感器的选择标准、优化流程、作为传感器与能量收集器的权衡及挑战。通过在机械躯干和人体受试者上测试不同模块，比较压电材料（PZT-5A、MFC）与微型电磁发电机，结果表...
Measuring chest circumference change during respiration with an electromagnetic biosensor.
本文提出一种基于现成直流电机的可穿戴电磁生物传感器，用于非侵入式测量胸围变化并同步收集呼吸能量。作者将 Pololu 50:1 有刷微型金属齿轮电机改装为胸带，通过非弹性导线、弹簧和弹性绑带固定于胸壁。吸气时胸围增大，导线拉动转子旋转并压缩弹簧；呼气时弹簧使转子复位。依据法拉第电磁感应定律，电机输出电压与转子角速度成正比，对电压随时...
Self-powered wireless disposable sensor for welfare application.
本文报道了一种用于福利护理的自供电无线一次性失禁传感器。该传感器由柔性尿液激活电池和无线发射器组成，嵌入一次性尿布中，可在尿液泄漏时实现检测并自供电运行。柔性电池采用印刷在柔性塑料片上的 Al 阳极和 MnO2 阴极，尿液接触后作为电解质激活电化学反应，产生约 1 V 以上电压。由于电池内阻较大，作者设计了含低内阻 EDLC 的间歇...
Unbiased and mobile gait analysis detects motor impairment in Parkinson's disease.
帕金森病（PD）的运动障碍是诊断和疾病分期依据，但 UPDRS 和 Hoehn&Yahr（H&Y）评分依赖评估者。作者开发并验证了基于生物传感器的移动嵌入式步态分析系统 eGaIT，将三轴加速度计和陀螺仪固定于鞋外侧脚跟，记录标准化步行、足跟-足趾敲击和绕圈任务中的运动信号。系统以 50 Hz 采样，经蓝牙传输至笔记本离线分析，从原...
Combination of wearable multi-biosensor platform and resonance frequency training for stress management of the unemployed population.
当前研究致力于发展情绪控制与压力释放方法。生物反馈作为心理生理学的应用分支，可满足临床与非临床需求。可穿戴医疗设备使生命体征的无感监测和新兴生物反馈服务得以普及。全球衰退使失业成为严重社会问题，因此将生物反馈技术与可穿戴技术结合用于失业人群压力管理具有重要意义。本文描述了一种基于集成多生物传感器平台与共振频率训练（RFT）生物反馈策...
Autonomic changes with seizures correlate with postictal EEG suppression.
癫痫患者癫痫猝死（SUDEP）风险高，发作后广泛脑电抑制（PGES）是否可作为 SUDEP 风险生物标志物仍有争议，且其神经生理相关机制不明。本研究采用自研腕戴式生物传感器，连续记录长期视频脑电监测病房中难治性癫痫患者的交感介导皮肤电活动（EDA），并同步通过心电图（EKG）计算心率变异性中副交感调制的高频（HF）功率，以分析癫痫发...
Convulsive seizure detection using a wrist-worn electrodermal activity and accelerometry biosensor.
为满足日常使用癫痫发作检测器在成本、舒适性和社会接受度方面的特殊要求，作者开发了一种基于交感神经介导的皮肤电活动（EDA）和加速度计信号的全身强直-阵挛（GTC）癫痫发作自动检测算法，并使用新型腕戴式生物传感器采集信号。检测问题被建模为监督学习任务：对 EDA 和加速度记录中的 10 秒片段，提取 19 个时域、频域和非线性特征，采...
Respiratory rate detection using a wearable electromagnetic generator.
可穿戴健康与健身监测系统能够无创、连续地采集生理数据，但传统设备依赖电池，长期监测会带来频繁更换电池和电子废弃物问题。本文提出一种零净能耗生物传感器概念，通过同时感知和收集呼吸努力来为可穿戴传感器供电。作者将市售Futaba S3003伺服电机反向用作电磁发电机，并改装为佩戴于胸骨处的胸带装置。胸廓在吸气和呼气过程中周长变化，通过绳...
Toward a taxonomy of autonomic sleep patterns with electrodermal activity.
本文提出基于 Affectiva Q 无线记录生物传感器自动睡眠自主神经模式分类的初步框架。该传感器佩戴于手腕，可舒适地记录皮肤电导、皮肤温度和运动。已有睡眠期皮肤电活动（EDA）研究多限于少数夜晚，本文在三种情境下定量分析睡眠 EDA：（1）在睡眠实验室将 7 名受试者的 EDA 与多导睡眠图（PSG）比较；（2）在睡眠实验室、医...
[Mobile biosensor-based gait analysis: a diagnostic and therapeutic tool in Parkinson's disease].
特发性帕金森综合征（IPS）以进行性运动和非运动症状为特征，给不同阶段的诊断和治疗带来挑战。本研究测试一种移动、计算机辅助的生物传感器步态分析系统，用于早期和中期帕金森患者与健康对照的比较。受试者穿着装有运动传感器的运动鞋完成标准化步态任务，包括正常行走、脚跟-脚尖点地和画圈运动。传感器采集三轴加速度和角速度信号，并通过无线方式传输...
Ambulatory recording of physiological variables during an ascent of Mt Aconcagua.
本研究为一项描述性病例报告，旨在利用便携式生物传感器系统在恶劣环境中实时采集数据，并在攀登阿根廷阿空加瓜山（西半球最高点）期间获得连续生理测量。在海拔5800 m营地至6962 m峰顶之间，对一名41岁、具有高海拔登山经验的男性进行逐分钟监测，记录心率（60–154次/min）、呼吸率（2–42次/min）、皮肤温度（11.7–36...
Soft contact lens biosensor for in situ monitoring of tear glucose as non-invasive blood sugar assessment.
本研究制备并测试了一种用于原位监测泪液葡萄糖的软性隐形眼镜生物传感器，以无创方式评估血糖。传感器采用生物相容性2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱（MPC）聚合物和聚二甲基硅氧烷（PDMS）作为材料。通过微机电系统（MEMS）技术在PDMS膜上制备柔性铂（Pt）工作电极和氯化银/银（Ag/AgCl）参比/对电极；传感区电极修饰葡萄糖氧化酶（...
Hydrogel-based photonic sensor for a biopotential wearable recording system.
可穿戴设备用于连续、无创地记录多种生理信号，在环境辅助生活（AAL）和脑机接口（BCI）等应用中尤为重要。其中，脑电图（EEG）采集是核心挑战，传统脑帽需要导电凝胶、金属电极和复杂佩戴步骤，舒适性与集成性不足。本文提出一种基于电活性聚丙烯酰胺（PAAM）水凝胶的光纤光子传感器，用于可穿戴脑帽中的头皮生物电位记录。该传感器利用电场使水...
Flexible thick-film glucose biosensor: influence of mechanical bending on the performance.
本文考察了柔性 Nafion®/葡萄糖氧化酶（GOx）/碳丝网印刷电极（SPE）葡萄糖生物传感器在弯曲诱导机械应力下的性能变化。结果表明，此类柔性酶/聚合物 SPE 在经历严重弯曲（包括 180° 对折）后仍能正常工作，并且弯曲后安培检测葡萄糖的灵敏度显著增强。该增强仅出现在葡萄糖底物的安培检测中，而在涂覆或裸 SPE 上测量过氧化...