2020年CAIA獎二等獎獲獎項目成果簡介：多生理信息高精度檢測柔性傳感技術及其數字智能診療應用
完成單位：中國科學院空天信息創新研究院、首都醫科大學附屬北京兒童醫院、中國人民解放軍總醫院、北京大學人民醫院
完成人：薛寧、孫建海、劉春秀、梁樹立、趙明、劉海鷹、王凱豐、李廣學、夏威威、李彤
成果簡介：
結合納米感知材料和柔性微加工技術，開展面向微創植入式柔性微傳感器和可穿戴柔性傳感器的新技術研究，突破了柔性器件檢測多生理信息高信噪比、高穩定性以及多場景應用的關鍵技術，開發出一系列可彎曲、可褶皺、柔韌度大、佩戴舒適的生理指標檢測柔性傳感器。提出并開發出一系列具有柔性結構的神經電極，研制出植入式多模態生理信息檢測芯片，開發出多維柔性觸覺壓力傳感系統，實現了體內外周神經信號、腦壓、腦氧濃度、溫度、體表脈搏波的多生理信息集成的實時、高精準的檢測。
創新點及科學價值：
1. 采用納米修飾電極、柔性材料加工方法和高增益電路設計等關鍵技術，構建的神經信號傳感與電荷收集釋放的電化學理論分析模型以及開發的柔性彈片結構的多通道外周神經電極及高電荷收集效率電刺激器，可有效地充分接觸神經外鞘，從而帶來了高神經適應性；并解決了傳統植入式神經電極抗生物體噪聲干擾能力弱和易于移位且變形的技術難題。
2. 采用單芯片多模態傳感集成技術，結合生物兼容性聚合物封裝，開發的集溫度傳感、氧氣傳感、壓力傳感為一體的多傳感融合微型集成芯片，實現了多生理信息的高度集成化檢測。系統具有高集成度、低功耗，毫米級級尺寸的優勢，適合微創植入，具有植入創口小，信號干擾低等特點，突破解決了微創口無線傳感技術、多生理指標高集成度檢測的關鍵技術。
3. 結合微結構基底，開發的高靈敏度柔性力學傳感器具有法向力、切向力、摩擦力的高精準、高量程檢測優勢，并可以實現多生理參數檢測如脈搏波、聲壓、骨壓等生理壓力參數的實時精準檢測。
社會經濟效益：
微創、智能化、操作無人化醫學檢測技術的引入，可以提升醫院的醫療質量、提升醫院醫療設備的標準化管理水平，降低醫療事故發生率。穩定的生理信息獲取、和傳感輔助下智能化和標準化的設備操作，可提升中小城市乃至鄉鎮級醫院的疾病監測能力和醫療水平，具有巨大社會經濟效益。
應用前景：
1．多傳感植入式微型器件用于生理信息檢測：在微創手術中，推廣植入創傷小、穩定性強、生物兼容性好的柔性多模態傳感系統。采用無線方式實施體組織內部的多生理信息檢測。
2．智能假肢輔助系統：采用高密度觸點的神經/肌電電極，提取并解析神經動作信號，并通過觸覺傳感反饋閉環控制假肢的運動。
3．柔性可穿戴系統用于多生理信息檢測：研制的柔性壓力傳感器和電極，可與小型、低功耗電路集成，在線檢測體征信息。柔性可穿戴式體征監測系統可為疾病恢復期人群及老年人提供實時疾病監測及有效及時的信息反饋。
