基于电物理治疗的可拉伸电子器件的研究与应用
文献类型:学位论文
作者 | 周赞鑫![]() |
答辩日期 | 2025-05 |
文献子类 | 硕士 |
授予单位 | 中国科学院大学 |
授予地点 | 北京 |
导师 | 李晖凌 |
关键词 | 电物理治疗,柔性化,弹性可拉伸性,射频治疗,多层级结构 |
学位专业 | 固体力学 |
其他题名 | Research and Application of Stretchable Electronic Devices Based on Electrophysical Therapy |
英文摘要 | 电物理治疗技术由于其非侵入性、可调节性、作用深层、精准性高、操作简 单、适应症状广泛等优势,对于提升患者生活质量、实现智能化治疗具有强力的 推动作用。实现电物理治疗的可穿戴化,不仅能够提高治疗的便捷性和可及性, 而且为实时监测和反馈、个性化治疗的实现提供了技术基础。 1)一种成倍增强可拉伸电子弹性可拉伸性的层压策略。实现或增强可拉伸电 子的弹性可拉伸性是柔性电子领域关注的关键且长期的科学问题。为了增强薄带 式无机可拉伸电子的弹性拉伸性能,本文提出了一种层压策略。该策略通过将厚 有机聚合物层与薄无机层进行层压,迫使可拉伸电子从面外屈曲转变为面内弯曲, 从而提升其拉伸性能。这一机制已通过有限元分析(FEA)和实验得到验证。该 策略操作简便,并可与其他现有策略结合使用。即使集成到高杨氏模量基底上, 该策略仍能显著增强柔性电子器件的弹性拉伸性能,从而使其适用于大应变传感 器等应用场景,例如智能轮胎中的局部应变监测。 2)用于射频治疗的可伸缩电子面膜。为了避免传统射频治疗技术应用于面部 大面积痤疮出现的单点有效治疗时长较短的问题,本文设计并制备了一种用于射 频治疗的可拉伸电子面膜(SEFM-RFT),该产品具有大面积治疗、免提操作和便 携性的优势。为实现对 SEFM-RFT 电极的设计与优化,提出了一种考虑电极形 状和尺寸的阵列式射频加热模型,基于该模型研究了电极的形状和尺寸对射频电 场和温度场分布的影响,并通过FEA进行验证。同时还开发了一种吸附热压包 装技术用于保持与皮肤的紧密接触。动物实验表明,SEFM-RFT减少了81%的皮 损数量,同时通过细菌和组织化学实验证明了其对痤疮恢复的影响。 3)用于微电流理疗的多层级编织结构的导电纺织物。为了实现对基于导电纺 织物的微电流理疗中电学参数精确控制,本文设计并制备了一种用于微电流理疗 的多层级编织结构导电纺织物,该产品具有便携、大面积制备、低成本、高舒适 度等特点。为了实现对微电流的精确预测和控制,首先,提出了一种考虑纱线挤 压作用的勾套结构模型,并通过实验对该模型进行验证;其次,基于该模型对导 电纺织物横向变化过程中电阻变化进行解释分析。通过实验验证了,制备的导电 纺织物具有良好的耐水洗性、耐磨性、透气性、透湿性和保温性。最后,生物实 验表明,该纺织物能有效促进血液循环、刺激新陈代谢、缓解肌肉疲劳;并通过 细胞和组织化学实验证实了其安全性。 本文提出的电物理治疗设备,能够结合传感器与机器学习技术优化治疗效果, 同时拓展应用至慢性疾病管理、健康监测与恢复、运动监测与管理等领域,具有 进一步发展的潜力。 |
语种 | 中文 |
源URL | [http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/101248] ![]() |
专题 | 力学研究所_非线性力学国家重点实验室 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 周赞鑫. 基于电物理治疗的可拉伸电子器件的研究与应用[D]. 北京. 中国科学院大学. 2025. |
入库方式: OAI收割
来源:力学研究所
其他版本
除非特别说明,本系统中所有内容都受版权保护,并保留所有权利。