柔性傳感器

我來自韓國(guó)首爾大學(xué)，感謝大家對(duì)我的邀請(qǐng)，讓我來參加這樣一個(gè)峰會(huì)。我今天主要講的是柔性可伸展電子元件及其應(yīng)用，尤其是在可植入體內(nèi)的生物電子設(shè)備上的應(yīng)用。我們可以看到，這是一種非常柔軟的設(shè)備，彈性非常好，折不斷，但只有一部分是柔性的，其他部件，比如說存儲(chǔ)器還是硬的。當(dāng)我們把iPhone拆解的時(shí)候，里面很多東西都是非常關(guān)鍵的，比如說微處理器和耗電的存儲(chǔ)器。這些都是屬于硬的元件。只有在顯示部分可以用柔性的設(shè)備。現(xiàn)在我們希望所有設(shè)備的所有部件都是可以變成柔性的。我們的研究課題的另一個(gè)目的就是希望把我們的技術(shù)用于生物電子設(shè)備。現(xiàn)在有很多無法治愈的疾病，但我們沒有合適的工具診斷這些疾病，或不能提供足夠的信息幫助提出治療方案。所以我們借助生物電子設(shè)備的元器件幫助醫(yī)生診斷。我們的目標(biāo)就是生產(chǎn)柔性的可伸展設(shè)備。此外就是制造出非常重要的醫(yī)療設(shè)備，讓病人和醫(yī)生能夠使用到我們的生物電子元件。

這就是我們兩個(gè)目標(biāo)，我們會(huì)用到高速電腦和超薄的硅性原材料。如果要讓器件非常柔軟，原材料的厚度要最多只能有300納米，有了這樣的超薄產(chǎn)品，就可以讓我們生產(chǎn)這種柔性的電路板。

對(duì)于一些潛在的應(yīng)用來說，我們需要的不光是柔性材料，我們還需要有折疊性或是延展性、拉伸性的材料。比如我們跟諾基亞做了一個(gè)項(xiàng)目，我們看到手機(jī)可以很小，但可以拉伸開變成小型電影播放屏幕。怎樣實(shí)現(xiàn)呢？我們?cè)谠骷咸砑右恍┌櫦y樣的表面，不拉伸的時(shí)候可以很容易地進(jìn)行折疊，有壓力的時(shí)候就可以拉伸，這些元器件的大小都可以變化。

今天由于時(shí)間有限，我主要講講植入身體的一些應(yīng)用。首先我們來看心臟病，這是給人們帶來很大威脅的疾病，我們用硅做成非常柔軟的器件，非常薄，延展性也很好，不會(huì)影響心臟的跳動(dòng)，也不會(huì)因?yàn)樾呐K的跳動(dòng)影響成像的效果。把器件植入以后可以實(shí)時(shí)看到高清晰的成像效果。可以監(jiān)測(cè)心臟的功能，通過顏色的變化找到病灶，然后進(jìn)行處理。

第二個(gè)是在大腦的應(yīng)用，腦科醫(yī)生做手術(shù)時(shí)很難在大腦中進(jìn)行高清晰度的監(jiān)測(cè)，因?yàn)槲覀冎廊四X中神經(jīng)非常多，而且大腦神經(jīng)之間的距離非常小，所以我們通過器件植入幫助腦科醫(yī)生實(shí)現(xiàn)很好的視覺效果，密切監(jiān)測(cè)大腦。我們將信號(hào)區(qū)分成6種不同的區(qū)域。當(dāng)區(qū)域色彩的形狀有變化，或是跟標(biāo)準(zhǔn)大腦成像不一樣的話，醫(yī)生就能判斷病人大腦的神經(jīng)異常狀況。所以這是幫助醫(yī)生在手術(shù)室里進(jìn)行診斷和識(shí)別病灶的工具。如果我們?cè)谑中g(shù)過程中植入了設(shè)備，手術(shù)后還需要開顱取出來，會(huì)給病人帶來很大的負(fù)擔(dān)。我們也希望能將探測(cè)設(shè)備像手術(shù)線那樣被人體自己吸收，在器件植入到腦部或是身體的其他部位以后，可以經(jīng)過身體的代謝吸收消化。

我們?cè)倏匆幌卤砥さ尼t(yī)療系統(tǒng)，在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，對(duì)病人的表皮進(jìn)行監(jiān)測(cè)是很繁復(fù)的事情，可能要經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)半年的上表皮的監(jiān)測(cè)。如果沒有這樣的植入器件，醫(yī)生的操作就變成了很繁復(fù)的過程。我們把器件植入到病人的上表皮當(dāng)中，通過植入器件的監(jiān)測(cè)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿覀兊臄?shù)據(jù)庫(kù)和系統(tǒng)中。這個(gè)植入器件的質(zhì)量必須非常輕，還要具有延展性，對(duì)病人的活動(dòng)不產(chǎn)生影響。這樣，就可以通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)得知病人的狀態(tài)。在器件植入以后，我們也能看到心電圖（ECG）和肌電圖（EMG）的記錄。從頸部或是腿部可以進(jìn)行EMG的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。另外，我們還可以監(jiān)測(cè)頸部的肌肉運(yùn)動(dòng)，因?yàn)橛械牟∪私?jīng)過了手術(shù)以后，需要對(duì)他的頸部肌肉變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，看看手術(shù)是否影響了他的語(yǔ)言或其他方面的能力，通過肌肉監(jiān)測(cè)可以觀察手術(shù)是否影響了病人相關(guān)能力。

通過這樣的技術(shù)，病人正常說話的時(shí)候就可以對(duì)他的頸部肌肉進(jìn)行很好的監(jiān)測(cè)，并觀察手術(shù)之后的變化。我們可以把這個(gè)技術(shù)很好地融入醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，給廣大人類帶來福音。非常感謝諸位研究合作者，感謝他們對(duì)研究的支持。