首个完全集成的可穿戴超声系统问世
科技日报记者 张佳欣美国加州大学圣地亚哥分校的一个工程师团队开发了第一个完全集成的可穿戴超声系统，可
2023-05-23
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科技日报记者 张佳欣
美国加州大学圣地亚哥分校的一个工程师团队开发了第一个完全集成的可穿戴超声系统，可用于深层组织监测，也可用于运动时佩戴，该系统推动了拯救生命的心血管监测技术的进步，相关论文发表在22日的《自然·生物技术》杂志上。
安装在胸部的可穿戴超声波系统贴片，用于测量心脏活动。图片来源：美国加州大学圣地亚哥分校纳米工程系博士生、该研究的第一作者林慕阳（音译）
这种完全集成的自主可穿戴式超声贴片系统（USoP）建立在该研究团队先前在软超声传感器设计工作的基础上，可以无线感知深层组织的生命体征。以前的软超声传感器都需要系绳电缆来传输数据和电力，这在很大程度上限制了用户的移动性。新系统包括一个小型灵活的控制电路，它与超声换能器阵列通信，以无线方式收集和传输数据，机器学习组件帮助解释数据并跟踪运动中的受试者。
根据实验室数据，超声贴片系统可连续跟踪深达164毫米的组织的生理信号，连续测量血压、心率、心排血量和其他生理信号长达12小时。
研究人员表示，这项技术在改善生活甚至拯救生命方面具有很大潜力。该传感器可以评估运动中的人心血管功能。当人在休息或运动时，血压和心排血量的异常值是心力衰竭的标志。对于健康人群，新设备可以实时测量锻炼时的心血管反应，从而洞察每个人实际锻炼强度，进而制定个性化的训练计划。
USoP还代表着医疗物联网发展的突破，即将生理信号无线传输到云中进行计算、分析和专业诊断。
此外，当佩戴者运动时，可穿戴式超声波传感器和目标之间会发生相对运动。该团队开发了一种机器学习算法来自动分析接收到的信号，并选择最合适的通道来跟踪移动目标，无需频繁手动调整。
