目的 肩关节脱位是外科常见疾病之一,病情易发且患者多以男性青壮年为主,因临床康复过程中无法及时跟进康复进程,病情复发率高,导致康复效果差,为解决此问题,本文设计了一款可监测肩关节脱位状况且具有电刺激功能的肩托马甲.方法 主体采用氯丁橡胶材料,首先对受试者量体裁制肩托马甲,并对肩托进行优化;然后使用霍尔传感器和可视化元件,设计了一种直观显示肩关节脱位位置的监测电路,通过使用555定时器,设计了配合监测电路的电刺激电路,通过电刺激片输出脉冲电刺激;编写误触判断程序,通过微处理器对误触进行剔除.结果 肩托马甲使受试者肩关节活动限制在相对安全范围内,有明显康复矫形效果.监测电路通过4个监测点位实时监测肩关节位置,并通过相对应位置的可视化元件显示,敏感度高,可重复性好;电刺激模块可配合监测电路,输出电压4.3 V,频率44 Hz低频脉冲;微处理器通过引脚触发时长可以对误触信号进行剔除.结论 实时监测肩关节脱位的电刺激肩托马甲实现了柔性支撑,通过集成霍尔传感器和电刺激装置,初步形成肩关节康复由评估到调整的康复闭环,设计合理可行,增强了康复效率,形成一个连续的、动态的康复过程,为临床及时跟进康复进程提供帮助.

热射病是一种由热刺激引起、发展快速、对机体健康产生严重危害的危重疾病，可引起多器官功能受损，病死率较高。此外，约30%的幸存者会遗留不同系统的后遗症，如神经系统。目前早期迅速降温为热射病治疗的核心。因此，解放军总医院第八医学中心重症医学科的医护人员与工程师合作，针对野外以及院内救治的特点，研发了一种热射病降温组件，以实现在野外和院内早期迅速降温及有效的目标温度管理（TTM）。降温组件由降温毯、降温帽两大部分组成，二者均由温变面料制成。降温毯包括背衬层、缓冲层、柔性导热囊体、温变组件、固定部件、温度传感器。降温帽包括主体及侧耳，其中主体佩戴于患者头顶，正面装有柔性显示屏，便于实时监测降温毯温变组件的温度；侧耳可包裹患者双耳及颈部，设计有鼓膜测温计可对鼓膜温度实时监控以指导降温治疗的时程、及时停止降温。该降温组件具有携带和操作方便、实时监测温度、降温效果确切、可重复使用的特点，用于热射病患者的现场急救、转运、病房内持续降温。

目的:通过观察鼻咽癌放疗后吞咽障碍患者的最大舌压值和口咽期吞咽造影，探讨此类患者的舌前、舌中、舌后最大压力与口咽期吞咽功能的相关性。方法:共纳入19例鼻咽癌放疗后吞咽障碍患者作为研究对象，采用新型柔性九位点舌压传感器测量患者舌体前、中、后三个部位的最大舌压值，随后进行吞咽造影检查，量化分析口腔运送时间、食道上括约肌(UES)开放持续时间和UES开放幅度等指标。分析舌前、舌中及舌后最大压力值与口腔运送时间、UES开放持续时间及UES开放幅度间的相关性。结果:舌中、舌后最大压力值与口腔运送时间具有显著负相关性( P<0.05)，舌前最大压力值与口腔运送时间无显著相关性( P>0.05)；舌前、舌中、舌后最大压力值与UES开放持续时间、UES开放幅度均存在显著正相关性( P<0.05)。 结论:舌前、舌中及舌后最大压力值均与鼻咽癌放疗后吞咽障碍患者口咽期的活动功能高度相关。

目的:研制创面温度与压力无线传感模块(下称无线传感模块)并进行相关特征性检验和生物安全性评价。方法:(1)设计无线传感模块结构及工作模式；在柔性排线一端焊接温湿度传感器，和压力传感器同时与焊接了蓝牙发射器、微处理器和电源接口的印制电路板相连，建立无线传感模块；开发移动端数据接收应用程序，在智能手机上，通过蓝牙功能读取无线传感模块暴露在空气中的检测数值。(2)同时用无线传感模块和红外线测温仪测量35～42 ℃热水袋温度，对比30对数据并进行相关分析。(3)于第2作者手臂贴负压封闭引流材料，将无线传感模块置于负压条件下，同时记录无线传感模块测得负压值和负压表数值，对比14对数据并进行相关分析。(4)按压力传感器、焊接温湿度传感器柔性排线每3平方厘米表面积加入1 mL生理盐水，分别配置相应材料浸提液。取20只6～8周龄雌性C57BL/6小鼠，称量实验前体质量，采用随机数字表法分为压力传感器浸提液组、柔性排线浸提液组、混合浸提液组和生理盐水组(每组5只)，分别腹腔注射压力传感器浸提液、焊接温湿度传感器柔性排线浸提液、压力传感器浸提液与焊接温湿度传感器柔性排线浸提液1∶1混合浸提液、生理盐水50 mL/kg，观察小鼠有无异常毒性反应，并称量注射后24、48、72 h小鼠体质量，综合评估材料毒性。(5)取4只3～6个月龄、雌雄不限日本大耳白兔，脊柱左侧2个区域敷贴无菌纱布设为无菌纱布组，脊柱右侧2个区域敷贴无线传感模块设为无线传感模块组，评估各区域敷贴后1、12、24、48 h皮肤状态，按照皮肤刺激性评分标准记录评分。(6)按压力传感器、焊接温湿度传感器柔性排线每1平方厘米表面积加入1 mL无血清DMEM培养基，分别配制相应材料浸提液。取L－929成纤维细胞株，分为压力传感器浸提液组、柔性排线浸提液组、苯酚对照组、培养基对照组，前2组分别加入对应浸提液，苯酚对照组加入64 g/L苯酚，培养基对照组加入不含血清的DMEM培养基培养，体积均为100 μL。噻唑蓝法检测培养2、4、7 d吸光度值以计算细胞增殖率(各时间点样本数为6)，进行细胞毒性分级。对数据行配对样本 t检验、Wilcoxon符号秩检验、Pearson相关分析、Spearman相关分析、Mann－Whitney U检验、重复测量方差分析、析因设计方差分析、单因素方差分析、Bonferroni校正。 结果:(1)智能手机通过蓝牙功能成功接收无线传感模块检测的空气温度、湿度与压力信息。(2)无线传感模块测量的热水袋温度为(37.7±1.7)℃，与红外线测温仪的(37.7±1.7)℃相近( t＝－0.112， P>0.05)，且二者存在明显正相关( r＝0.996， P<0.01)。(3)无线传感模块测量的手臂负压材料下负压为－36.7(－38.8，－27.4)kPa，明显低于负压表的－22.7(－32.7，－12.5)kPa( Z＝－3.235， P<0.01)，但二者绝对值存在明显正相关( ρ＝1.000， P<0.01)。(4)各组小鼠均无异常毒性反应。4组小鼠体质量总体比较，差异无统计学意义( F＝3.132， P>0.05)。(5)敷贴后1、12、24、48 h，2组兔敷贴区域皮肤刺激性评分均相近( Z＝－1.000、<0.001、－0.620、<0.001， P>0.05)。(6)培养各时间点，与培养基对照组比较，压力传感器浸提液组和柔性排线浸提液组细胞增殖率均明显升高( P<0.01)，苯酚对照组细胞增殖率均明显降低( P<0.01)。培养2、4、7 d，苯酚对照组细胞毒性分级分别为1、1、2级，各浸提液组细胞毒性分级均为0级。 结论:无线传感模块集成了温湿度与压力传感器，可监测局部温度与压力，并能在移动端应用程序上实现参数的可视化，其测量温度准确，压力测量结果与负压表负压值变化趋势一致，且生物安全性良好，具有较大的临床应用价值和发展前景。

目的 明确体外冲击波系统冲击头在不同介质界面产生的冲击波波源特征.方法 采用冲击气压可调的体外冲击波产生与信号采集实验系统,结合聚偏二氟乙烯(PVDF)柔性传感器,通过实验测量方法研究冲击头在不同介质(仿体组织、水和空气)界面产生的冲击波形,分析波源的时域特征和频谱特性.结果 在相同气压冲击下,冲击头在仿体界面和水界面产生的冲击波波形相似,二者与空气界面产生的冲击波波形存在较大差异,空气界面的正负压绝对值明显减小;不同介质中产生的冲击波频谱特性相似,都存在3个明显的峰值频率,仿体、水和空气中调制频率分别为12.2、8.5、7.2 kHz,载波频率基本无变化(82～83 kHz).不同气压冲击下,冲击头在同一介质界面产生的冲击脉冲波波形差异不大,冲击气压仅影响冲击波幅度,不影响峰值频率.随着冲击气压的增大,介质界面正负压绝对值增大,变化基本呈线性.结论 PVDF柔性传感器可以有效测量冲击波波源,不同介质界面产生的冲击波在时域和频域都存在一定差异,不能简单以空气或水中的冲击波传播特性代替生物组织中的传播特性.研究结果可以为冲击波设备的评估和临床冲击波治疗方案的制定提供重要信息.

心血管疾病在我国的发病率和死亡率均处首位,并且呈现持续上升和年轻化的趋势,已成为重大的公共卫生问题.近年来,柔性电子技术在医疗健康领域得到广泛应用,为多种疾病的早期诊断和精细管理提供了新的途径.尤其是对于具有急起病、常复发、易隐匿等特点的心血管疾病,柔性电子技术能够显著提高可穿戴传感器的佩戴舒适性和监测准确性.结合柔性电子和可穿戴传感器的发展趋势,在介绍可穿戴心血管传感技术分类和原理的基础上,综述其在监测心率、血压、血流、血氧饱和度等心血管疾病重要指标的研究进展,探讨柔性可穿戴传感器在心血管诊疗领域所面临的挑战和需要解决的问题,并展望了相应的发展方向.

目的 应用同轴打印技术制作柔性传感器实时监测肢体周径,为急性骨筋膜室综合征及下肢深静脉血栓高危人群或病程早期患者提供持续监测.方法 采用高纯度镓铟合金和聚二甲基硅氧烷制作电缆,以STC89C52单片机作为主控芯片设计输出及报警装置,验证电缆拉伸度与电阻变化关系、拉伸度及电阻值与输出数值变化关系,并在气球和健康入中验证变化关系可信度.结果 电缆拉伸度-电阻变化曲线连续,电阻随拉伸度增加而增高,不同厚度硅胶条拉伸200％时电阻测量值差异有统计学意义.连接输出设备后,输出值随电阻增高而增高.10Ω报警阈值下,同一电缆的拉伸度基本相同,不同电缆间差异有统计学意义.以气球膨胀和健康人肢体运动模拟肢体膨胀,多次重复实验显示器读数变化与周径变化趋势一致.结论 应用同轴打印技术制作的柔性传感器可快速准确反映出受试者肢体周径的变化,有良好的应用前景,为相关疾病早期的诊断及监测提供思路.

为研究组织纤维化的病理机制,建立适用于抗纤维化药物筛选的体外模型,本研究在微弦力学传感器上构建了基于NIH/3T3 细胞的纤维化微组织模型,并通过原位实时成像分析微组织纤维化过程中的形态和力学变化.结果显示,在无外源转化生长因子β(TGF-β)刺激条件下,该微组织模型在培养 72h后,自发开始发生纤维化,表现为α-平滑肌肌动蛋白表达及纤连蛋白的沉积;微组织纤维化过程中的力学变化表明,组织收缩力是评测纤维化进程的理想量化指标.通过测量上皮细胞和前列腺素E2 对纤维化组织收缩力的抑制作用,验证了该模型作为抗纤维化药物筛选工具的可行性.该研究有望为抗纤维化药物评估和筛选平台的开发提供参考.

目的:设计一种基于柔性压力传感器的手套式脉诊传感装置,以解决脉诊中"在心易了,指下难明"的困境.方法:该装置由便携式电阻检测装置与封装有柔性压力传感器的手套组成,其中便携式电阻检测装置基于集成电路技术搭建,由单片机、电源管理模块、AD7793阻抗测试模块、蓝牙通信模块、滤波模块和外围电路组成;采用微纳加工技术和柔性电子技术制备柔性压力传感器并将其贴敷于手套上,通过检测柔性压力传感器的电阻变化实现脉象的实时检测.结果:该装置检测结果与中医脉诊结果相同,不仅可以准确地测量出符合中医脉象记录的脉搏波,还可以准确地提取出回波等信号,并可以得出脉力和脉率等信息.结论:该装置结构紧凑、便于携带,脉象检测灵敏度、准确度高,脉象信息丰富,可以用于中医脉象的检测.

目的:为解决现有创面灌注-负压治疗装置便携性差的不足,研制一种便携式创面灌注-负压治疗装置.方法:以一体化废液/储液罐为结构基础,采用柔性材料制作储液袋和废液袋,利用隔板动态分隔储液袋和废液袋空间;以废液袋中液体重力和弹簧弹力实现创面灌注功能;以弹簧弹力和真空泵实现创面负压功能;单片机根据管道流量计和压力传感器信息控制管道电磁阀开闭,达到创面定量灌注、创面稳定负压以及灌注/负压功能转化的目的.结果:该装置通过动态调节废液袋和储液袋容积,缩小了装置体积;同时利用液体重力和弹簧弹力,降低了装置功耗.结论:该装置较现有创面灌注-负压治疗装置而言便携性更高,有利于创面灌注-负压治疗技术的临床推广.