All-printed chip-less wearable neuromorphic system for multimodal physicochemical health monitoring

原文DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-025-60854-7

文章解读

这篇文档讲了一种新的可穿戴健康监测设备，简单说就是一个能贴在皮肤上、像“智能贴纸”一样的系统，叫CSPINS。它能同时监测多种健康信号，还能自己分析数据、做简单诊断，比如判断是否得了败血症。

传统的可穿戴设备（比如智能手表）有不少麻烦：用的是硬邦邦的电子零件，贴在皮肤上不舒服，信号还容易不准；而且大多只能测一种数据（比如只测心率），处理数据还得靠手机或电脑，费电又可能泄露隐私。

这个新设备解决了这些问题：

1. 更舒服、信号更好：它用“打印技术”做出来的，材料软乎乎的，能紧贴皮肤，不会硌得慌，测信号更准。
2. 能测多种健康指标：比如血液里的乳酸、血糖（代谢物）、核心体温、心跳，一下子能抓好多数据。
3. 自己就能处理数据：里面有“人造神经突触”——这些小部件既是传感器（测信号），又是“计算器”（处理信号），不用连外部设备，就能分析数据、做判断。
4. 用途实在：比如在败血症诊断中，它能通过测体温、心率、乳酸水平，快速区分健康人、轻症和重症患者，帮医生及时判断病情。

简单说，这就是一个贴在皮肤上的“迷你健康监测站”，软、准、能自己干活，以后可能帮我们实时监测身体状况，早发现疾病。

《科技扒一扒》—— 能贴在皮肤上的“健康侦探”

主持人：大家好，欢迎来到《科技扒一扒》！今天咱们聊个超酷的黑科技——一种能贴在皮肤上的“智能贴纸”，不仅能测体温、心跳，还能自己判断你是不是得了败血症！这到底是啥神奇设备？有请我们的科技观察员小科！

小科：哈喽大家好！这设备叫CSPINS，全称挺绕的，简单说就是“全打印无芯片可穿戴神经形态系统”。听着复杂，但核心就是一句话：一张软乎乎的贴纸，能当“迷你医院”用。

主持人：“无芯片”？那它怎么干活啊？传统智能手表不都靠芯片处理数据吗？

小科：这就是它最牛的地方！它用了“人造神经突触”——你可以理解成 tiny 的“电子神经元”，这些小家伙既是传感器又是处理器。比如测血糖时，它能通过化学反应把血糖浓度变成电流信号，同时自己就能分析这电流是不是超标了，根本不用连手机或电脑。

主持人：那它贴在身上舒服吗？我戴智能手表总觉得勒得慌……

小科：绝对舒服！它是“打印”出来的——用喷墨技术把导电材料、传感器直接印在柔性塑料上，薄到能跟着皮肤皱折动，出汗、跑步都不影响。传统设备用硬电子元件，贴久了皮肤发红，它完全不会。

主持人：它具体能测啥？比医院的设备准吗？

小科：目前能测核心体温、心率、乳酸、血糖，未来还能加更多指标。比如测核心体温，它不怕冬天冷、夏天热，靠两个传感器算“热流”，结果和医用体温计差不多；测心率时，一个3D打印的海绵贴在手腕上，血管跳一下它就“抖”一下，转换成电信号比传统光学传感器更灵敏。

主持人：刚才说能诊断败血症？这病挺凶险的，它咋做到的？

小科：败血症是细菌感染引起的全身炎症，致死率不低，早发现是关键。CSPINS同时盯三个指标：体温超37.5℃、心率超90次/分、乳酸超2mM——这三个一达标，它就会触发“败血症”信号；如果乳酸超4mM，就是“重症预警”。测试里，它对10个人的诊断准确率超过80%，比医生靠经验判断快多了。

主持人：听起来好厉害！那它费电吗？会不会天天充电？

小科：放心，它超省电！处理一次数据才用37.6微瓦，整个系统满打满算5.3毫瓦，比你手机摄像头省电多了，贴在身上用好久都不用换电池。

主持人：未来这技术能用到啥地方？

小科：潜力太大了！比如糖尿病患者不用天天扎手指测血糖，贴一个就能实时看血糖波动；运动员能监测乳酸水平，避免运动过量；甚至战场上，士兵贴一个，军医能远程掌握他们的身体状态。说不定以后咱们体检，贴张“电子纹身”就搞定了！

主持人：太期待了！感谢小科今天的分享，咱们下期再见～
小科：再见啦！

白话：贴在皮肤上的“健康预警神器”——无芯片可穿戴设备来了！

你是否想过，未来的健康监测可以像贴创可贴一样简单？最近，科学家们研发出了一种名为CSPINS的可穿戴系统，它就像一张能紧贴皮肤的“智能贴纸”，不仅能实时监测你的多项健康数据，还能自己分析判断，甚至帮医生快速诊断败血症这样的急症。

传统的可穿戴设备（比如智能手表）总有些让人头疼的问题：硬邦邦的电子元件贴在皮肤上不舒服，还容易因为贴合不好导致信号不准；大多只能测单一指标（比如只测心率），想全面了解身体状况得带好几个设备；处理数据还得依赖手机或电脑，不仅费电，隐私也可能泄露。

而CSPINS彻底改变了这一点。它最牛的地方在于“全打印”——用类似喷墨打印的技术，把柔软的电子材料直接“印”在柔性基板上，薄到能紧贴皮肤，运动、出汗都不影响。更厉害的是，它没有传统芯片，靠“人造神经突触”干活：这些 tiny 的部件既是传感器（能测乳酸、血糖、核心体温、心跳），又是“迷你处理器”，能把收集到的信号直接转换成电信号，自己算、自己判断，不用连外部设备。

比如测核心体温时，它靠两个温度传感器配合“热流模型”，精准算出体内温度，比传统设备更抗环境干扰；测心率时，一个3D打印的导电海绵能捕捉血管的微小震动，转换成电信号；就连血液里的乳酸、血糖，也能通过化学反应直接变成可分析的电流。

在败血症诊断中，CSPINS大显身手：它同时盯着体温、心率和乳酸水平，一旦发现体温超37.5℃、心率超90次/分、乳酸超2mM，就会触发“败血症预警”，甚至能区分轻症和重症。测试中，它对10名受试者的诊断准确率达到84.4%，而且功耗极低，比传统设备省不少电。

未来，这种“贴在皮肤上的健康站”可能不止用于败血症，还能监测糖尿病、心脏病等，让我们随时随地掌握身体状态，实现真正的“实时健康管理”。说不定哪天，你的创可贴就能当医生用啦！