美国推出柔性可穿戴贴片传感器，以帮助数百万吞咽障碍患者

吞咽障碍患者，进行吞咽运动时要监测其喉咙，但这类监测设置通常比较昂贵，只能在大型医疗中心使用，所以患者必须定期去医院就诊。一种新的可穿戴监控设备即将投放市场，可以在家中对患者进行远程监控，让数百万吞咽障碍患者的治疗更轻松、更实惠。

普渡大学的研究人员发明了可穿戴设备来帮助吞咽障碍患者

背景

吞咽困难是指食物从口腔至胃、贲门运送过程中受阻而产生咽部、胸骨后或食管部位的梗阻停滞感觉。

成功完成一次吞咽，需要超过40对头部和颈部的肌肉、6对脑神经和多个大脑区域进行精确协调。这些途径发生任何中断都可能导致口咽吞咽障碍。吞咽困难通常由多种神经系统疾病(例如中风、脑瘫、帕金森氏病和痴呆症)、头部和颈部癌症、创伤和遗传综合征引起。

仅在美国，每年约有944万成年人和50万名儿童发生吞咽困难。吞咽困难影响日常生活，若没有适当的治疗,可能会导致严重的后果,比如营养不良、脱水、呼吸衰竭甚至死亡。

当前吞咽困难的康复干预措施，需要频繁进行头颈运动，并依靠昂贵的生物反馈设备进行监测，例如口腔压力计、肌电图设备和内窥镜等。

这种治疗方案要求患者每天或每周多次前往医院进行治疗，这对许多患者来说往往是不可行的，特别是对于那些行动不便或生活在农村地区的患者。因此，有研究表明吞咽干预的平均治疗依从性仅在22和52%之间，可能导致治疗效果欠佳和预后不良。

目前也有便携式监控设备，允许实时收集吞咽动作期间的生物反馈信号数据。但目前大多数便携监控设备都是刚性或半柔性的，不适合与颏下区域的曲线表面连接，特别是在头颈部运动的情况下，所以常常导致数据获取不良和患者不适。

创新

为了解决以上问题，研究人员创造了一种可贴在皮肤上的传感器贴纸，该贴纸可牢固地附着在脖子上，并通过细电缆连接到无线发射器单元。

该传感器贴片使用了聚酰亚胺(PI)柔性薄片(13μm)，并利用激光系统在其两侧涂上Cu膜(9μm)。随后用铜蚀刻剂进行湿法蚀刻，制作出PI薄片两端的两对sEMG通道、记录电极和连接器。再用导电粘合剂环氧树脂印刷压阻条，作为传感元件。

普渡大学健康与人文科学学院语音、语言和听力科学副教授Georgia A. Malandraki和普渡大学工程学院生物医学工程与机械工程助理教授Chi Hwan Lee 共同创立了Curasis LLC公司，分别担任代理首席执行官和首席技术官。他们正在通过Curasis LLC公司，将该项可穿戴技术商业化。

Malandraki表示："我们希望提供一种可靠，对患者友好且负担得起的方法来治疗数百万吞咽障碍患者。"

传感器贴片系统的基本布局和配置

可贴在皮肤上的传感器贴纸可测量并记录与吞咽有关的肌肉活动和运动。然后，信息通过夹在穿戴者衬衫上的无线发射器单元发送到存储该信息的软件上，以供医生日后分析。如果没有可用的互联网，则也可以简单地记录数据以供日后阅读。

一名健康年轻受试者(23岁女性)的实验数据

Lee表示："我们的设备经过专门设计，传感器标签具有可拉伸性和柔性，可以很好地与皮肤和弯曲的头颈贴合，并记录吞咽相关的细小肌肉活动。"

这种传感器贴纸设计时使用了廉价的元件，设计为可使用约10次，之后可将其丢弃。

进展

Malandraki和Lee已经完成了该可穿戴设备的临床前测试，目前正在进行临床试验。他们正在与普渡大学研究基金会技术商业化办公室合作，为该技术申请专利。