柔性压力传感器技术推动数字医疗物联网与精准分析与治疗(下篇)
下篇：柔性压力传感器测量技术与精准数字医疗分析
柔性压力传感器技术为数字医学研究、康复训练与健身运动提供了更为贴合人体皮肤的测量与分析新方法。
1、关节压力分布测量
获取量化数据，以进行后续分析。
具体的骨关节分析测量应用场景有：测定承重力量，压力，以及接触面积。提供数据进行动态分析以及有限应力分析。进行人工关节设计或关节表面研究。测定内外腔室的承重，以及压力分布等参数。检视评估不同几何结构的关节的冲击结果。可以进行大体关节实验，包括膝关节、踝关节、腕关节、髋关节、肘关节以及肩关节等。进行人工关节的设计或功能评估。
2、义肢压力分布测量
透过客观的压力分佈系统改善义肢的设计、舒适性和功能。
3、床垫及坐垫量测
进行座椅、床垫等用品的设计优化。客观的压力分析、优化坐垫舒适度。
4、数字化心肺复苏训练
iDoll团队开发了一套系统整合至人体模型中，该系统有互动功能，像是技术评估与生命特征模拟等，能提高学生的CPR能力，并协助教师同时管理多名学生。薄膜式力传感器在进行心肺复苏时，能够撷取学生施加力量的位置与大小，让学生能正确地进行心肺复苏术，提高执行时的自信心。
5、风湿病患者的康复训练：
传感器用于风湿病患者的康复设备，该装置主要是帮助增加患者的手部力量、耐力与灵活性
传感器整合进医疗设备中，向临床医生与患者提供力量反馈数据，该工具能针对患者康复课程、进度管理等进行简单而客观的监测。该设备为患者提供7个手部练习，而柔性压力传感器会记录患者施加的力量，并将讯息提供给临床医生作为参考。
6、痉挛与阿尔茨海默症的康复监控“感应”手套
Garudadri和Skalsky与圣地亚哥大学UC的电气工程师和神经科学家合作开发了一种配有传感器的手套，该手套是一种更可靠的工具，可使医生在评估接受治疗的患者的痉挛时得出客观，准确和一致的数字等级。
该设备建立在普通运动手套上，医生可以在握住患者的四肢并来回移动肢体时佩戴该运动手套。掌上有多个压力传感器，可测量移动患者肢体所需的力。粘贴在背部的运动传感器可测量肢体移动的速度。手套通过USB连接到计算机。
来自所有传感器的数据将传输到计算机，然后使用Garudadri研究小组开发的高级信号处理算法对它们进行实时集成，处理和映射。计算机提供一个数字读数，该数字可以计算移动患者肢体所需的实际力量-所需力量越大，患者的痉挛就越严重。
“我们团队的多学科性质使这个项目如此令人兴奋和成功。信号处理，机器人技术，可打印电子产品，神经科学和医学领域的专家聚集在一起，将主观过程转变为客观的过程，并可以改善患者的护理和结果，”圣地亚哥加州大学神经计算研究所的研究科学家LeanneChukoskie说。
研究人员说，这项技术可能会被应用在医生必须依靠触摸和感觉来评估患者状况的其他程序中：监测脊柱健康状况，评估婴儿髋关节脱位的严重程度，康复治疗，物理治疗等。
7、通过触觉反馈来训练外科医生手术机器人操控：
得益于外科技术的最新发展，外科医生正在学习新的手术方法，以减少其“动手操作”。尽管外科手术系统通常没有中继触觉反馈的方式，但许多外科手术系统都融合了仍然依靠外科医生做出准确动作的自动化或机器人技术。
加州大学洛杉矶分校的高级外科和介入技术中心（CASIT）的一个研究小组开发了一种外科手术训练系统，该系统包括嵌入到机器人抓取器远端的柔性压力传感器电子皮肤。来自每个传感器的力被转换成比例压力，该压力传递给外科医生基于手指的感觉的基于气球的触觉反馈系统。更大的抓地力会导致气球膨胀，然后可能提示外科医生在手术操作中调整机器人的位置与力度。
微创手术的精准性
诸如视频辅助胸腔镜手术（VATS）和腹腔镜之类的微创技术现在为许多有创手术提供了创伤较小的替代方案。然而，缺点是它们剥夺了外科医生触诊组织和获得触觉反馈的强大能力。
将柔性电容式触觉传感技术嵌入到微创手术工具中，可以将触觉压力传感数据转换为数字压力图。反过来，从体内的压力读数生成的图像使外科医生能够识别手术过程中肉眼看不到的肿瘤和动脉的位置和存在。因此，尽管外科医生可能无法恢复其在物理上触诊组织的能力，但他们仍可以通过捕获远程触摸感来获得相同的关键信息。
随着外科医生越来越熟悉机器人辅助手术系统及其功能，我们可以看到这些机器人将医院中使用。无论是患者还是医生，都会以其精确的功能，增强的显微外科手术和更短的恢复时间看到这项技术的价值。
8、触感与抓握力反馈评估：
用来评估抓取物体时的静态或动态压力、手或手指的夹持力、舒适性与人体工程学等。能协助您设计出更符合人体工学的产品，或分析手对各种运动工具的掌握状况，是产品设计、制造、品质控管与一些诊断与个性化治疗研究的理想工具。
9、口腔牙齿科咬合干预分析
T-SCAN口腔牙齿科咬合分析仪是一套计算机分析系统，专门用来记录和分析咬合接触的力与时间及两者对应关系的工具。配合肌电仪可以帮助医生诊断颞下颌关节的位移以及弹响是否是咬合原因所引起；在颌面外、正畸、修复的联合治疗中也可以对最后咬合重建的治疗效果起到测量评估。适用于牙周科、正畸科、修复科、种植科、儿童牙科等的咬合干预分析与精准治疗。
番外篇：
此外，通过印刷电子技术与3D打印的融合发展，采取结构电子一体化3D打印技术，可实现嵌入式传感器件与功能结构部件一体化打印，为牙科、骨科、康复训练治疗的定制化医疗解决方案提供所见即所得、因人而异、随数据(医疗和恢复进程)调整治疗方案，实现精准医疗和个性化医疗服务。
例如，施乐公司的PARC开发实验室在圣地亚哥创建了一个智能的口腔保护生物传感器，它可以检测脱水、衰竭和精神参与水平的早期迹象，仅仅需要的是你唾液的样本。
同时，为更多轻量化、集成化、柔性电子化的可穿戴设备的开发带来全新的设计思路、制造理念和产品体验。
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以上通过柔性传感器技术为医疗、康复科研、训练、治疗等提供触觉反馈、接触压力数据、老年活动监控、等实现医疗健康物联网提供了感知和反馈的数据和新方法，柔性与可拉伸的印刷电子传感器更具人体贴合度、舒适度和便携性，为构建时时刻刻、实时感知的医疗健康物联网提供了最佳技术实践。
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