面向喉部康复监测的柔性集成智能感知技术

临床上，喉部病症的检测与术后的康复评估通常只能依赖于X射线造影或者电子喉镜来观察喉部状况，尤其对于食团标志物流速、容积率、吞咽节律等信息的监测。通常受场景限制的X造影会导致病患和医护长达30min的射线辐射，而电子喉镜是入侵式的并且价格昂贵（依赖进口单根超过3000元），容易造成患者的检测不适，导致监测过程中因为梨状窝位置的肌肉闭合形成严重的视域遮蔽问题。

针对上述问题，本团队提出了一种用于喉部康复监测的具有传感器内自适应机器学习能力的全集成且独立可拉伸的器件平台。该平台通过机电协同和一体集成设计赋予器件系统可延展性和电通路，利用混合集成制造技术将界面低阻抗且亲肤的凝胶电极、三轴加速度传感器以及可延展的信号采集/处理/无线通信电路集成到同一贴片器件，该器件表现出与皮肤贴合良好的机械顺应性（器件拉伸杨氏模量E=89.5 kPa）、优越的拉伸能力（——30%），并且由于具有喉部肌肉电、振动信号无线采集的能力，可以贴附与喉部实现对吞咽、发声、咳嗽、饮水、心脏节律和胸腔扩张等多种皮上原位信号的获取，结合基于机器学习的类二维卷积提取器对喉部13种原始一维特征的二维训练，可以在新的受试者中仍能实现90%以上的特征识别自适应能力。由于该器件平台优秀的柔软性和无线多模采集能力，在临床上对肌无力患者和喉癌术后患者进行了喉部的贴附测量，相较于医护人员凭借电子喉镜的视觉观察结果，该平台同样对患者标志物节律和误吸情况都有清晰的动态俘获，表现出其潜在的应用价值。

（1）可延展混合集成贴片电路制造关键技术。

针对柔性传感器件匹配电路在皮表适形能力差、延展能力不足以及缺乏系统集成的问题，开展了柔性电子线路系统的可延展线路纳秒激光微刻、无束缚微结构转印、低温回流焊和一体化封装的混合关键加工工艺研究，实现了皮表适形的可延展混合集成贴片电路一体化柔性制备和肌肉电和振动信号的皮表贴附的无线测量，为柔性力传感器及后端电路集成提供可靠的技术支持。

（2）基于扫描电镜下原位微观表征技术

针对柔性可延展传感器力学加载下力电失效行为判定困难的问题，通过原位扫描电镜技术从微观上探究可延展传感器/电极力学加载下的力电行为，有助于充分了解基体/电极在外力加载过程中导致的结构、应力和功能演变；确定了传感器/电极在外部激励下电学与力学失效行为相关性，逆向指导结构设计；建立了一套微观下传感器/电极力电行为与结构设计耦合相关性理论，是对传统柔性传感器件表征方式有效的补充，为制备优异性能的柔性传感器器件打下了坚实的实验基础。