新型柔性可穿戴传感器有望用于医疗诊断

（文章来源：环球创新智慧）

近日，美国哈佛大学的研究人员们开发出一种柔软、无毒的可穿戴传感器，它可以不显眼地佩戴在手部，测量抓握的力量以及手部与手指的运动。

这项研究发表在《先进功能材料（Advanced Functional Materials）》期刊上，是哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院（SEAS）、Wyss生物启发工程研究所、贝斯以色列女执事医疗中心与波士顿儿童医院合作开发的成果。哈佛大学威廉希尔官方网站 开发办公室提出了与新型柔性传感器架构相关的知识产权组合，并正在为这些威廉希尔官方网站 寻求商业化机会。

这种传感器的一个新要素就是无毒、高导电性的溶液。SEAS 研究生、论文第一作者 Siyi Xu 表示：“我们开发了一种新型导电液体，它的安全性可以媲美一小滴盐水。它比之前的生物兼容性液体导电性更好，将通往更干净、更少噪声数据的目标。”

这种具有感知功能的溶液是由碘化钾以及甘油组成，碘化钾口服液是一种膳食补充品，甘油是一种普通的食品添加剂。在短时间混合之后，甘油打破了碘化钾的晶体结构，并形成钾离子（K+）与碘离子（I-），使得液体导电。因为甘油的蒸发速率比水更低，而碘化钾是高度可溶的，所以溶液不仅能在一定的温湿度范围内保持稳定，而且具有高导电性。

Xu 表示：“之前，具有生物相容性的柔性传感器是由氯化物-甘油溶液组成，但是这些溶液的导电性差，使得传感器数据的噪音变得很大，而且需要10个小时才能准备好。我们已经将这个时间缩短至20分钟，并且获取到了非常干净的数据。”

传感器的设计也考虑到了儿童的需求。与笨重的手套不同，这种硅橡胶传感器放置在手指上方与指尖上。论文合著者之一、波士顿儿童医院与哈佛医学院行为科学项目副教授、哈佛大学 Wyss 研究所副教员 Eugene Goldfield 是 Wyss 研究所研究儿童柔性电子项目的首席研究员，该研究所为早产以及有脑瘫危险的儿童设计了模块化的机器人系统。

Goldfield 及其同事目前正在使用 SEAS 与 Wyss 的运动捕捉实验室研究运动机能。虽然运动捕捉可以告诉我们许多有关运动的情况，但是它无法测量力度，而力度对于诊断神经运动和认知发育障碍来说很关键。

论文合著者之一、波士顿儿童医院与哈佛医学院行为科学项目副教授、哈佛大学 Wyss 研究所副教员 Eugene Goldfield 表示：“我们经常看到，早产或者被诊断为早期发育障碍的儿童具有高度敏感的皮肤。通过将这种设备粘到手指上面，可以获取准确的信息，并能考虑到儿童手部的敏感性。”

Goldfield 表示：“早期诊断对于治疗这些发育障碍来说很重要，这种可穿戴的传感器给我们带来了目前没有的优点。”

SEAS 工程与应用科学系教授、Wyss 研究所创始核心教员、论文高级作者 Rob Wood 表示：“量化复杂人体运动的能力，为我们带来了一个前所未有的诊断工具。对于儿童运动技能发展的聚焦，为如何将许多传感器整合到一个小型、轻量、不显眼的可穿戴设备中，带来了独特的挑战。这些新型传感器解决了这些挑战，而且如果我们能够创造出胜任如此艰巨任务的可穿戴传感器，我们相信它也将开启诊断、治疗、人机交互界面与虚拟现实等方面的应用。”
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