可穿戴传感贴片：即使皮肤变形也能精准监测肌肉活动与功能

研究人员开发了一种名为WSFP（Wearable Structural-Functional Sensing Patch）的柔性可穿戴人体结构-功能信息原位传感贴片。这种贴片能适应皮肤的自然变形，即使在皮肤变形单高达40%的情况下，仍能稳定采集高质量数据。这为神经肌肉疾病的早期诊断、康复评估和健康管理提供了全面而精确的新工具。 传统的超声探头需要直接接触皮肤，且当皮肤变化时，图像可能会变得不清晰甚至移位，影响准确度。但WSFP内置的应力释放层能有效抵消皮肤形变时的压力，确保设备的稳定性和准确性。具体来说，贴片的厚度约为4.5微米，其中包括2微米厚的高弹性导电极。这些电极可以拉伸到原长度的5倍，同时收集10个通道的肌电信号（EMG）。 研究人员发现，在监测健康人的肌肉活动时，肌肉的一收缩会导致其厚度和面积减少，但肌电信号强度却会上升。这一现象揭示了肌肉结构与功能之间的动态联系。这意味着医生可以通过长时间佩戴WSFP来实时监测病人的肌肉变化，及时调整治疗方案。例如，针对先天性斜颈患儿，该贴片能够更精准地检测和评估病情，帮助制定个性化的治疗计划。 在运动员训练中，WSFP同样发挥了重要作用。运动员可以通过佩戴它合理安排训练强度，预防运动损伤。同时，设备还为运动员的身体训练和技术动作优化提供了数据支持。WSFP在训练过程中的数据完整性和准确性也得到了验证，能够高效反映肌肉结构与功能的变化。然而，由于需要依赖专门设备采集病患的数据，设备的运输和调试过程较为复杂，增加了研究人员的工作量。此外，为避免影响病患的舒适度和安全性，每次采集数据的时间也不固定，需要根据病患的具体情况随时调整。 最终，研究人员将研究成果发表于《Science Advances》期刊上，题为“通过集成多模态可穿戴贴片进行神经肌肉系统的原位结构-功能同步解析”。来自中国科学院深圳先进技术研究院的研究员刘志远、微软研究员陈旭、严伟教授为共同通讯作者，其他成员来自材料科学、电子工程、生物医学等多个研究领域。此次研究得到了深圳市儿童医院的合作支持，确保实验能够在临床环境中顺利进行。业内人士认为，这一创新为神经肌肉疾病的诊疗带来了革命性的变化，有望在未来几年内推广到更多的医疗机构中，提高诊断和治疗水平。