科学家们已经开发出非侵入性传感器来监测人类的心肺健康。 科学家噬

科学家研发非侵入式传感器可监测人体心肺健康状况

科学家研发非侵入式传感器可监测人体心肺健康状况

科学家研发非侵入式传感器,可监测人体心肺康健状况

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芯片的传感能力来自于两层硅膜之间的间隙只有270 nm,而且每层承载的电压都很小。人体运动和声音的振动通过芯片发送压力波,引起电压的微小变化,这些电压可以转换为电子读数。芯片密封在真空室中,以防止气流干扰输入的振动。Ayazi教授表示,这可以将噪音降低到超低水平,并为传感器提供非常宽的带宽。

信号的同步记录可以让医务人员详细了解患者的心肺健康状况。例如,美国疾驰实验室(Gallop)的研究人员高兴地检测到了一匹“奔驰的马”,即心跳通常“扑通”一声之后发出的微弱的第三声。“跑马节律”是心力衰竭的重要信号,很难检测到。

科学家研发非侵入式传感器可监测人体心肺健康状况

虽然该芯片的原理非常简单,但研究团队花了十年时间才使其正常和可行。最大的挑战是如何缩小硅膜之间的差距。正如Ayazi教授所说,如果把2mmx2mmCMOS放大到90mx90mCMOS,间隙只有2.5厘米厚。

研究人员设想在胸带上安装三个或更多传感器来三角测量信号,以准确确定信号来自身体的哪个器官。随着进一步的研究,该传感器还将能够通过微弱的声音识别血液流动紊乱或肺部癌前病变导致的心脏瓣膜问题。

佐治亚理工学院电子与计算机工程教授Farrokh Ayazi说:“这种传感器芯片不能反映人体皮肤或衣服的摩擦声音,但它对人体内发出的声音非常敏感,因此可以通过衣服收集有用的振动。”

同时记录人体发出的各种细微声音。医生可以非侵入性地监测心脏和肺部的健康状况。

根据Maimes的一份咨询报告,佐治亚理工学院(佐治亚理工学院,GT)的科学家设计并建造了一种非侵入式传感器芯片,该芯片只有瓢虫大小,可以记录身体移动时心脏和肺部等器官发出的差异化声音。医护人员对这些声音进行分析,以获得有关患者的详细信息。

研究人员利用Ayazi实验室开发的一种名为Harps Platform(高深宽比的多晶硅和单晶硅)的制造工艺,批量生产“晶圆”,以获得手掌大小的晶圆,并将其切割成所需的尺寸。HARPS是第一个报道的在两层硅层之间提供一致薄间隙的高能制造工艺平台。它已被用于制造各种MEMS(MEMS)器件。

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