獲獎(jiǎng)項(xiàng)目簡介
2020年CAIA獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目成果簡介：多生理信息高精度檢測(cè)柔性傳感技術(shù)及其數(shù)字智能診療應(yīng)用
完成單位：中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院、首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京兒童醫(yī)院、中國人民解放軍總醫(yī)院、北京大學(xué)人民醫(yī)院
完成人：薛寧、孫建海、劉春秀、梁樹立、趙明、劉海鷹、王凱豐、李廣學(xué)、夏威威、李彤
成果簡介：
結(jié)合納米感知材料和柔性微加工技術(shù)，開展面向微創(chuàng)植入式柔性微傳感器和可穿戴柔性傳感器的新技術(shù)研究，突破了柔性器件檢測(cè)多生理信息高信噪比、高穩(wěn)定性以及多場(chǎng)景應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)出一系列可彎曲、可褶皺、柔韌度大、佩戴舒適的生理指標(biāo)檢測(cè)柔性傳感器。提出并開發(fā)出一系列具有柔性結(jié)構(gòu)的神經(jīng)電極，研制出植入式多模態(tài)生理信息檢測(cè)芯片，開發(fā)出多維柔性觸覺壓力傳感系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了體內(nèi)外周神經(jīng)信號(hào)、腦壓、腦氧濃度、溫度、體表脈搏波的多生理信息集成的實(shí)時(shí)、高精準(zhǔn)的檢測(cè)。
創(chuàng)新點(diǎn)及科學(xué)價(jià)值：
1. 采用納米修飾電極、柔性材料加工方法和高增益電路設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建的神經(jīng)信號(hào)傳感與電荷收集釋放的電化學(xué)理論分析模型以及開發(fā)的柔性彈片結(jié)構(gòu)的多通道外周神經(jīng)電極及高電荷收集效率電刺激器，可有效地充分接觸神經(jīng)外鞘，從而帶來了高神經(jīng)適應(yīng)性；并解決了傳統(tǒng)植入式神經(jīng)電極抗生物體噪聲干擾能力弱和易于移位且變形的技術(shù)難題。
2. 采用單芯片多模態(tài)傳感集成技術(shù)，結(jié)合生物兼容性聚合物封裝，開發(fā)的集溫度傳感、氧氣傳感、壓力傳感為一體的多傳感融合微型集成芯片，實(shí)現(xiàn)了多生理信息的高度集成化檢測(cè)。系統(tǒng)具有高集成度、低功耗，毫米級(jí)級(jí)尺寸的優(yōu)勢(shì)，適合微創(chuàng)植入，具有植入創(chuàng)口小，信號(hào)干擾低等特點(diǎn)，突破解決了微創(chuàng)口無線傳感技術(shù)、多生理指標(biāo)高集成度檢測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)。
3. 結(jié)合微結(jié)構(gòu)基底，開發(fā)的高靈敏度柔性力學(xué)傳感器具有法向力、切向力、摩擦力的高精準(zhǔn)、高量程檢測(cè)優(yōu)勢(shì)，并可以實(shí)現(xiàn)多生理參數(shù)檢測(cè)如脈搏波、聲壓、骨壓等生理壓力參數(shù)的實(shí)時(shí)精準(zhǔn)檢測(cè)。
社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益：
微創(chuàng)、智能化、操作無人化醫(yī)學(xué)檢測(cè)技術(shù)的引入，可以提升醫(yī)院的醫(yī)療質(zhì)量、提升醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化管理水平，降低醫(yī)療事故發(fā)生率。穩(wěn)定的生理信息獲取、和傳感輔助下智能化和標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備操作，可提升中小城市乃至鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)醫(yī)院的疾病監(jiān)測(cè)能力和醫(yī)療水平，具有巨大社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
應(yīng)用前景：
1．多傳感植入式微型器件用于生理信息檢測(cè)：在微創(chuàng)手術(shù)中，推廣植入創(chuàng)傷小、穩(wěn)定性強(qiáng)、生物兼容性好的柔性多模態(tài)傳感系統(tǒng)。采用無線方式實(shí)施體組織內(nèi)部的多生理信息檢測(cè)。
2．智能假肢輔助系統(tǒng)：采用高密度觸點(diǎn)的神經(jīng)/肌電電極，提取并解析神經(jīng)動(dòng)作信號(hào)，并通過觸覺傳感反饋閉環(huán)控制假肢的運(yùn)動(dòng)。
3．柔性可穿戴系統(tǒng)用于多生理信息檢測(cè)：研制的柔性壓力傳感器和電極，可與小型、低功耗電路集成，在線檢測(cè)體征信息。柔性可穿戴式體征監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可為疾病恢復(fù)期人群及老年人提供實(shí)時(shí)疾病監(jiān)測(cè)及有效及時(shí)的信息反饋。
