化薄膜零电压传感器用于呼吸速率检测
Maria Assunta Signore1, Gabriele Rescio1, Luca Francioso1
1The National Research Council, Institute for Microelectronics and Microsystems (CNR IMM), Via Monteroni, 73100 Lecce, Italy.
Sensors (Basel, Switzerland)
|April 13, 2024
概括
这项研究开发了一种低成本的压电弹性压力传感器,使用化 (AlN) 在卡普顿基板上监测呼吸. 传感器准确地检测呼吸模式,显示了对呼吸异常的非侵入性实时诊断的希望.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物医学工程 生物医学工程
- 传感器技术 传感器技术
背景情况:
- 呼吸监测对于检测呼吸系统异常至关重要.
- 现有的方法可能缺乏非侵入性,速度或成本效益.
- 需要开发先进的可穿戴传感器,以便实时监测患者.
研究的目的:
- 开发和描述一个低成本的压电弹性压力传感器用于呼吸率监测.
- 为了评估传感器在检测各种呼吸模式和异常方面的性能.
- 评估传感器是否适合集成到可穿戴设备中进行非侵入性诊断.
主要方法:
- 在卡普顿基板上使用化 (AlN) 薄膜制造柔性压力传感器.
- 对传感器对模拟呼吸模式的响应进行表征 (每分钟15-30次呼吸,E:I比率1:1, 2:1, 3:1).
- 在活性炭过面罩中评估传感器性能,以测量排气气压 (0.09-0.16 kPa).
主要成果:
- 传感器准确地识别了不同的呼吸状态,反应时间快 (~35毫秒).
- 在表征过程中观察到出色的线性 (R2 = 0.997) 和低的歇斯底里.
- 该设备表现出良好的线性,准确性和可重复性,用于监测口罩中的微弱呼吸.
结论:
- 开发的压电弹性压力传感器是低成本,非侵入性呼吸监测的有希望的候选者.
- 传感器能够检测到各种呼吸模式和弱呼吸的能力支持其在可穿戴诊断设备中的潜力.
- 这项技术为快速实时诊断呼吸系统异常和疾病提供了一条途径.
