关节转动包含与骨科疾病诊断、预防和康复密切相关的生理健康信息。传统的关节转动测量方法，如光学运动捕捉系统和惯性测量单元，需要特定大型设备、长时间测试和高成本，这对于患者来说不够友好且不便于监测关节转动。可穿戴和无线关节转动感测技术需求量很大。然而，通过贴在皮肤上的一体化电子设备精确直接的监测关节转动度仍然是一个挑战，因为关节隐藏在皮肤内，这些设备测量的是由皮肤弯曲引起的电信号或光信号变化，并不能准确反映真实的关节转动度。

  本工作制备了一种柔性天线贴片，并将其贴附于小腿表面。在实验中，将RFID读取器置于小腿正前方70 cm处。当小腿前后摆动时，天线接收的传输信号强度（RSSI）随之变化。与此同时，使用3D光学运动捕捉系统同步测量真实的关节转动角度。通过高斯线性回归模型，将RSSI数据与真实转动数据进行匹配，从而实现将RSSI信号准确转化为膝关节转动角度。测试者只需将校正后的天线贴片贴于小腿，通过简单的前后运动，即可在手机或电脑上实时显示关节角度读数。该方法具有无电池、无线、便携、低成本等优势，能够实现关节运动的即时监测。

  该工作以“Battery-free antenna sticker for wireless sensing joint rotation” 为题发表在《Chemical Engineering Journal》上，IF=13.4。该研究得到国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、广东省自然科学基金、中国科协青年人才托举工程的支持。文章第一单位为江南大学纺织科学与工程学院，共同单位为南方科技大学电子与电气工程系、南方医科大学珠江医院康复医学科、滑铁卢大学化学工程系。司鹏翔、梁铭芮、邹积华为文章第一作者；司鹏翔、程庆沙、黄国志、Boxin Zhao、张丹为文章通讯作者；况昱、张峻韬、孔怡茜、蔡雨欣、吴赟、龙柱为文章共同作者。

图1. 天线贴片的设计与制备

图2. 天线贴片的力学及导电性能

图3. 天线贴片的电磁学性能

图4. 天线贴片与3D光学运动捕捉系统数据匹配

图5. 天线贴片实时测量人体关节转动

  原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S138589472503517X