基于石墨烯的分布式三维传感电极用于绘制耳部生理信号的时空分布
信号处理
2021-07-13 v1
摘要
耳皮肤下方有丰富分支的血管与神经网络，最终连接至我们的心脏与大脑。因此，耳部电生理信号的三维（3D）映射可为诸如心血管疾病与神经系统疾病诊断等生物医学研究提供新视角。然而，当前传感技术要覆盖整个极度弯曲的耳廓仍极具挑战。在此，我们报道一种基于石墨烯的耳贴合传感器件，其具有嵌入式分布式 3D 电极，可实现全耳廓生理监测。该传感器件集成了可编程 3D 电极丝阵列与个性化耳廓模具，具有与弯曲耳廓皮肤贴合的 3D 传感界面，并采用一步多材料 3D 打印工艺制备。作为概念验证，我们展示了耳部皮肤电阻（AESR）的时空映射。首次生成了 3D AESR 等高线，并观察到人群中耳廓区域特异性的 AESR 分布。根据 17 名志愿者的数据，98% 的测试中观察到骑行运动后耳廓区域特异性 AESR 变化，并通过机器学习技术进行了验证。我们还使用统计分析研究了 AESR 与心率和血压的相关性。该 3D 电子平台与基于 AESR 的新生物计量发现展现出有前景的生物医学应用。
引用
@article{arxiv.2107.04856,
title = {Graphene-based Distributed 3D Sensing Electrodes for Mapping Spatiotemporal Auricular Physiological Signals},
author = {Q. Huang and C. Wu and S. Hou and H. Sun and K. Yao and J. Law and M. Yang and A. L. R. Vellaisamy and X. Yu and H. Y. Chan and L. Lao and Y. Sun and W. J. Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.04856},
year = {2021}
}
备注
23 pages, 6 figures