用软感测装置检测基于组织刚度的皮肤病

通过将一块柔软，应变感应表施加在皮肤上可能能够极快地侵入地和实时检测皮肤病。由香港城市大学（Coutchu）的科学家联合主导的研究团队设计了一种简单的机电装置，可用于自动和非侵入方式的深层组织病理诊断，如牛皮癣。该调查结果将为未来应用在皮肤癌症和皮肤病学疾病的临床评估中奠定基础。

该研究由宇旭博士，来自Cityu的生物医学工程系，以及美国西北大学的科学家们，助理教授副教授。他们的调查结果已在科学期刊上发表自然生物医学工程，标题为“小型化机电设备为了表征深组织的生物力学。“

能够精确的机电系统，人体软组织刚度的快速测量可以提供用于监测，诊断和治疗各种病理的有用临床信息，特别是那些皮肤．然而，现有的诊断评估，例如磁共振弹性成像，通常涉及医院的大型仪器和训练有素的从业人员。而最新的基于传感的组织硬度测量技术只能测量到皮肤表层的深度，最高可达微米。

实时评估深层组织刚度的新装置

为了解决这个问题，研究团队设计了一种简单的微型机电装置，用于高精度，实时评估深层组织刚度。该团队使用微型电磁系统，该系统集成了振动执行器和软应变传感纸张来监测即时的根据传感器的设计，皮肤和其他生物软组织的杨氏模量(即拉伸刚度)约为1至8毫米深度。

该团队用一系列合成材料和生物材料评估了该设备的性能，如水凝胶、猪皮和人体皮肤的不同部位。由于皮肤弹性和水化程度的差异，这些病变比附近的皮肤表现出更高的硬度。这些简单的测量方法在快速识别和定位皮肤损伤方面具有潜在的临床意义，具有补充最近报道的检测组织表面力学特性(通常是微米级)的能力，”余博士解释说。他指出，癌症组织通常比正常组织更硬或更软，这种差异可以用作一系列皮肤疾病的诊断生物标志物，比如皮肤癌或皮下肿瘤。

一种结构简单的机电装置

机电装置的厚度仅为2.5毫米，接触面积约为2cm 2。它在皮肤的毛发和无毛区域上运行得很好。其工作机制是根据宇博士和西北大学开发的虚拟/增强现实的皮肤整合触觉界面的基础。

该装置的工作原理是这样的:在通过铜线圈施加交流电后，磁铁振动并在传感器的底部表面产生压力。这将引导变形延伸到毫米级的深度组织，这导致电阻的周期性变化。通过同时测量电压来分析这些反应允许定量测定组织的刚度。每次测量都可以在一分钟内完成。

该团队随后用他们新发明的机电设备对皮肤病患者进行了临床研究。研究结果表明，该设备具有准确定位银屑病相关病变的潜力，显示了实际的医疗用途。余博士说:“这些数据可以帮助诊断、治疗跟踪和疾病监测，特别是对皮肤相关疾病，如皮肤癌，以及美容皮肤科和表面伤口的恢复方面。”

余博士还指出，他们的设备有潜力用于各种条件下的皮肤物理性能评估，如老化、水合丧失或相关皮肤病。“在不久的将来，我们相信这项技术可以让人们通过一件简单的可穿戴设备随时监测自己的皮肤健康状况。设备俞博士说。

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