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数媒竞赛获奖作品信息及简介
作品名称
针测护康——全天候微针实时健康监测系统
作品分类
智能产品
参赛院校
山东第一医科大学
指导老师
孟凡达
团队成员
杨雨婷、章婷婷、张妍
奖项级别
国赛一等奖
竞赛年份
2025
作品简介
本作品是一款聚焦慢性疾病管理、运动健康等场景,融合微针技术与智能传感的创新型健康监测产品。针对传统抽血检测侵入性强、现有可穿戴设备监测指标单一等痛点,依托微机电系统(MEMS)、电化学传感及低功耗无线通信技术,构建 “微创微针贴片 + 无线数据终端 + 健康管理 APP” 三位一体的核心架构,实现 “无痛采样、多指标同步监测、实时数据分析” 的健康管理闭环。
在硬件核心的微针传感模块设计上,单根微针长度仅 400μm、直径 30μm,贴片直径2cm、厚度1mm,以200 根 /cm² 的密度平衡无痛体验与高效集液。材质选用医用级可降解聚乳酸(PLA)与医用硅胶,表面涂覆亲水性防汗涂层与皮肤修复涂层,最大化降低皮肤刺激。模块内置三电极系统,通过差异化的 “生物识别元件 / 敏感膜 + 电极组合” 设计,同步精准检测葡萄糖、乳酸、尿酸、电解质四项核心生理指标。葡萄糖、乳酸、尿酸检测基于氧化还原反应生成电流信号,钠、钾离子检测依托离子选择性响应产生电位信号,再经 4 通道独立处理模块放大、滤波,确保信号无串扰。
无线数据终端采用 1.5-3V 低压多通道独立供电,通过 ARM Cortex-M 低功耗微处理器与 “多模态信号转换算法”,将电信号转化为浓度数值,分类存储 12 小时加密历史数据。传输上,以蓝牙 5.0 BLE 为主通道,每秒 1-2 次打包传输多指标数据,延迟<1 秒且满电续航 7-10 天,搭配 NFC 实现手机与终端的1 秒快速配对,兼顾实时性与便捷性。
健康管理 APP 搭载多指标数据解析引擎,主界面采用 “四象限卡片式设计” 直观呈现实时数值与动态曲线,针对不同指标设置专属预警阈值。创新性加入 AI 联动分析功能,可跨指标生成综合健康报告,并结合运动、慢性病管理等场景提供个性化建议。同时支持数据导出共享给医生,助力多维度健康评估与精准诊疗。此外,还为老年人优化语音播报、一键报告等交互功能,降低使用门槛。
产品可广泛应用于糖尿病患者慢性病管理、痛风患者的饮食控制、运动员科学训练补给指导、独居老人健康监护及术后患者居家康复监测等场景,不仅解决了传统监测 “痛、滞后、检测单一” 的问题,更推动健康管理从 “单一指标控制” 向 “多维度平衡管理” 升级,兼具技术创新性与社会实用价值。