2022年被認(rèn)為是柔性電子之年，柔性智慧醫(yī)療或?qū)⒂瓉砀咚侔l(fā)展期

隨著折疊屏手機(jī)、VR觸覺手套、柔性屏在消費(fèi)電子市場上的產(chǎn)品化應(yīng)用，柔性電子技術(shù)逐漸被越來越多的人所知曉。這個(gè)賦予傳統(tǒng)剛性產(chǎn)品以柔性形態(tài)的黑科技，悄然改變著我們的生活，一場全新電子技術(shù)革命與產(chǎn)業(yè)變革蓄勢待發(fā)。

柔性電子技術(shù)是一場全新的電子技術(shù)革命

柔性電子（Flexible Electronics）是將有機(jī)或無機(jī)材料電子器件制作在柔性或可延性基板上的新興電子技術(shù)。與傳統(tǒng)電子相比，柔性電子具有更大的靈活性，在彎曲、折疊、拉伸、扭曲、壓縮甚至變形成任意形狀的形態(tài)下，依然可以保持高效的光電性能、可靠性和集成度。

由此制成的柔性電子器件具備柔軟、輕薄、便攜、可大面積應(yīng)用的特性，極大擴(kuò)展了電子器件的適用范圍和適用環(huán)境[1]。

中國科學(xué)院院士黃維指出，柔性電子技術(shù)可以和人工智能、泛物聯(lián)網(wǎng)、健康科學(xué)和數(shù)據(jù)科學(xué)等關(guān)鍵核心科技深入交叉融合，進(jìn)而引領(lǐng)健康醫(yī)療、信息科技、航空航天、先進(jìn)能源等領(lǐng)域的創(chuàng)新變革，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)全新跨越式發(fā)展。可以說，柔性電子技術(shù)是一場全新的電子技術(shù)革命，是我國自主創(chuàng)新引領(lǐng)未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略機(jī)遇[2]。

尤其是在智慧健康醫(yī)療領(lǐng)域，柔性醫(yī)療產(chǎn)品因其“輕、薄、柔、小”的特性，可嵌入貼身衣物、貼附于人體皮膚表面或緊密貼合人體器官，從而實(shí)現(xiàn)人體生理參數(shù)連續(xù)監(jiān)測和植入式器械的柔性化，為個(gè)性化健康管理、慢性疾病預(yù)警、疾病診斷與治療、康復(fù)跟蹤監(jiān)測全面賦能。

智慧醫(yī)療行業(yè)將進(jìn)入高速增長期

智慧醫(yī)療是指通過打造健康檔案區(qū)域醫(yī)療信息平臺(tái)，利用先進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)患者與醫(yī)務(wù)人員、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、醫(yī)療設(shè)備之間的互動(dòng)，逐步達(dá)到信息化，主要包括智慧醫(yī)院系統(tǒng)、區(qū)域衛(wèi)生系統(tǒng)、家庭健康系統(tǒng)三大組成部分[3]。

根據(jù)《2020智慧醫(yī)療發(fā)展研究報(bào)告》顯示，2020年我國智慧醫(yī)療行業(yè)規(guī)模已突破千億元大關(guān)，預(yù)計(jì)2022年將達(dá)到1576億元[4]，進(jìn)入智能化、高效化、規(guī)?；l(fā)展的高速增長期。

未來，智能化醫(yī)療設(shè)備、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)、電子病歷等先進(jìn)設(shè)備、技術(shù)將廣泛應(yīng)用于醫(yī)療健康服務(wù)，提高診療服務(wù)效率、促進(jìn)醫(yī)療信息共享、提升醫(yī)療資源分配，以患者為中心，構(gòu)建可視化人體生命數(shù)據(jù)體系，為用戶提供全生命周期健康管理解決方案和個(gè)性化、精準(zhǔn)化醫(yī)療服務(wù)，以創(chuàng)新技術(shù)與服務(wù)驅(qū)動(dòng)智慧醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的高速繁榮發(fā)展。

基于柔性電子技術(shù)的可穿戴醫(yī)療器械

運(yùn)用可穿戴技術(shù)，將傳感器和無線通信等技術(shù)嵌入貼身衣服，或直接貼附于人體皮膚表面，可連續(xù)長時(shí)間監(jiān)測人體生理參數(shù)，并通過生理參數(shù)異常變化發(fā)現(xiàn)潛在疾病，避免初期疾病演變?yōu)楦鼑?yán)重的健康問題，這是醫(yī)療服務(wù)的個(gè)性化應(yīng)用。

基于柔性電子技術(shù)制成的智能醫(yī)療設(shè)備，可與人體肌膚自然貼合，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、連續(xù)、精準(zhǔn)的生理數(shù)據(jù)采集。目前，基于人體心電、心率、脈搏、體溫、呼吸、胎心、血糖、血氧、血壓、血流[5]、汗液等體征數(shù)據(jù)的柔性可穿戴式智能醫(yī)療監(jiān)測設(shè)備已逐漸在臨床診療及日常健康管理中得到廣泛應(yīng)用，并實(shí)踐于生理監(jiān)測、疾病篩防、藥物監(jiān)測、健身監(jiān)測等場景，通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測、數(shù)據(jù)記錄、遠(yuǎn)程監(jiān)控、異常預(yù)警，為廣泛個(gè)性化監(jiān)測與診斷，以及日常健康管理應(yīng)用提供臨床數(shù)據(jù)參考。

配合相應(yīng)的互聯(lián)網(wǎng)智慧醫(yī)療整體解決方案，監(jiān)測數(shù)據(jù)可同步上傳至云端，幫助醫(yī)療機(jī)構(gòu)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控患者潛在病癥異常狀況或術(shù)后康復(fù)情況，為患者提供更便捷更智慧的醫(yī)療服務(wù)，也為醫(yī)療機(jī)構(gòu)有效調(diào)配醫(yī)療資源提供重要的參考支撐。

基于柔性電子技術(shù)的有源植入式醫(yī)療器械

隨著技術(shù)發(fā)展及臨床需求的日益增加，柔性電子技術(shù)在有源植入式醫(yī)療器械、有創(chuàng)或微創(chuàng)醫(yī)療器械的研制應(yīng)用中顯現(xiàn)出巨大的潛力。

傳統(tǒng)有源植入式醫(yī)療器械，如心臟起搏器、腦神經(jīng)刺激器等，其力學(xué)特性與人體組織不匹配，且存在電池更換困難的問題。柔性電子技術(shù)可進(jìn)一步縮小植入器械的體積，并使其柔性化貼合人體器官，減輕硬質(zhì)醫(yī)療器械對組織的機(jī)械損傷和刺激[6]，通過收集人體或器官運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，驅(qū)動(dòng)設(shè)備持續(xù)性工作，避免反復(fù)更換造成的二次創(chuàng)傷。
在有創(chuàng)連續(xù)生理參數(shù)監(jiān)測方面，通過柔性傳感器對血液、膀胱[7]、神經(jīng)系統(tǒng)[8]、顱內(nèi)壓[9]、組織模塊[10]等參數(shù)的監(jiān)測與記錄，可實(shí)現(xiàn)糖尿病、膀胱炎、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、腦損傷、癌癥等疾病的監(jiān)測診療、康復(fù)跟蹤應(yīng)用。

柔性創(chuàng)新技術(shù)驅(qū)動(dòng)智慧醫(yī)療高速發(fā)展

除了賦予傳統(tǒng)剛性醫(yī)療器械以柔性、輕巧的形態(tài)，使其能更精準(zhǔn)、便捷、長程地開展疾病篩查、診療和康復(fù)跟蹤等臨床工作，柔性電子技術(shù)制備的智能醫(yī)療設(shè)備可以給患者帶來更加舒適、私密、安全的使用體驗(yàn)，在患者住院、居家、工作、外出等場景下進(jìn)行無間斷持續(xù)監(jiān)護(hù)，真正將健康管理融入到日常生活中，實(shí)現(xiàn)疾病早期篩查預(yù)防，發(fā)病中的診斷監(jiān)測，乃至康復(fù)期的全流程健康管理，貫穿了疾病診療的全周期。

柔性智能醫(yī)療設(shè)備結(jié)合云計(jì)算、5G互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，通過全面對接國內(nèi)頂級醫(yī)療機(jī)構(gòu)和團(tuán)隊(duì)，以云服務(wù)模式，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)健康管理和遠(yuǎn)程醫(yī)療無縫對接[11]，使得醫(yī)療診斷和疾病監(jiān)測不再局限于醫(yī)院。從日常醫(yī)療保健咨詢，到疾病初篩、急救監(jiān)測、院內(nèi)監(jiān)護(hù)、院外回訪、康復(fù)跟蹤等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)管理，提升醫(yī)療資源使用效率，節(jié)約患者就醫(yī)時(shí)間成本，改善醫(yī)療資源分配不均，促進(jìn)患者與醫(yī)療信息分享，全面提升區(qū)域內(nèi)整體醫(yī)療水平[12]。

近年來，社會(huì)消費(fèi)水平不斷提高、人口老齡化進(jìn)程持續(xù)加速、人民健康保健意識(shí)逐步提升，我國醫(yī)療器械市場的銷售額也保持著較快的增長速度。隨著柔性電子技術(shù)與醫(yī)療領(lǐng)域的深度融合，業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì)，臨床剛性需求將進(jìn)一步突顯，以柔性創(chuàng)新技術(shù)全面賦能醫(yī)療應(yīng)用，智慧醫(yī)療或迎來發(fā)展“黃金期”。

參考資料：

[1]佚名. 黃維院士:柔性電子"以人為本"比微電子市場更龐大[J]. 功能材料信息, 2019(3):1.

[2]藍(lán)海長青智庫, 黃維院士:柔性電子是一種顛覆性科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新.

[3]科普中國, 智慧醫(yī)療.

[4]中商情報(bào)網(wǎng), 預(yù)見2022：中國智慧醫(yī)療行業(yè)市場現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢預(yù)測分析

[5]S.R. Krishnan, T.R. Ray, J.A. Rogers,et al. “Epidermal Electronics for Noninvasive, Wireless, QuantitativeAssessment of Ventricular Shunt Function in Patients with Hydrocephalus,”Science Translational Medicine 10, eaat8437 (2018).

[6]陳寬, 許偉, 張嵩. 用于可穿戴和植入式醫(yī)療器械的柔性電子技術(shù)[J]. 中國醫(yī)學(xué)裝備, 2020, 17(12):6.

[7]Mickle, A.D., Won, S.M., Noh, K.N. etal. A wireless closed-loop systemfor optogenetic peripheral neuromodulation.Nature 565, 361–365 (2019).

[8]S.M. Won, E. Song, J. Reeder and J.A.Rogers, “Emerging Modalities and Implantable Devices forNeuromodulation,” Cell 181, 115-135 (2020).

[9]J. Shin, Y. Yan, W，W.Z. Ray and J.A. Rogers,”Bioresorbable Pressure Sensors Protected with Thermally Grown SiliconDioxide for the Monitoring of Chronic Diseases and Healing Processes,”Nature Biomedical Engineering 3, 37-46 (2018).

[10]X. Yu, H. Wang, X，Y. Huang, R. Oklu and J.A. Rogers,”Needle-shaped Ultrathin Piezoelectric Microsystem for Guided TissueTargeting via Mechanical Sensing,” Nature Biomedical Engineering 2,165-172 (2018).

[11]陳穎. 柔性電子技術(shù)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智慧醫(yī)療新模式[J]. 機(jī)器人產(chǎn)業(yè), 2018(6):8.

[12]馮雪. 柔性電子技術(shù)與移動(dòng)醫(yī)療[C]// 中國醫(yī)院協(xié)會(huì). 中國醫(yī)院協(xié)會(huì), 2017.