早期发现致命疾病对于医学诊断和治疗至关重要，这两者都有益于个人和社会。便携式设备，如温度计和血压监测仪，以及大型仪器，如计算机断层扫描（CT）和X射线扫描仪，已经用于收集与健康有关的信息。然而，在家中或医院使用常规医疗设备收集健康信息可能效率低下，并可能影响治疗的及时性。因此，通过医疗监测及时收集生命信号越来越受到关注。作为人体最大的器官，皮肤传递反映我们健康状况的重要信号;因此，直接从皮肤接收重要信号为可访问和多功能的非侵入性监测提供了机会。特别是，新兴的柔性和可拉伸电子设备展示了类皮肤设备进行及时和连续长期健康监测的能力。与传统电子设备相比，这种类型的设备具有更好的机械性能，例如皮肤保形附着，并保持兼容的可检测性。本综述将使用传感器方面的输入能量形式从皮肤中获得的健康信息分为五类：热电信号、神经电信号、光电信号、电化学信号和机械压力信号。然后，我们总结了当前的皮肤可穿戴健康监测设备，并对未来发展进行了展望。

1.简介

与健康有关的问题属于影响人类延续的最重要议题之一。自上个世纪以来，现代医疗系统和技术发展迅速，通过与疾病作斗争来延长生命。虽然常规身体检查和病后咨询是用于跟踪许多健康问题的两种主要方法，但突发疾病的危险仍然威胁着我们的生命。因此，适时的医疗诊断和治疗逐渐成为焦点。及时的持续健康监测为我们提供了在早期阶段识别疾病并将风险降至最低的机会。虽然在医院实施连续监测很容易，但有限的医疗资源和昂贵的医疗费用令人望而却步，特别是在资源不平等的地区。为了在早期阶段发现疾病并为公众提供更大的可及性，成功的解决方案之一是专注于非侵入性健康监测，以便及时检测、数据收集和初步诊断。我们的皮肤是深层组织和外部环境之间的界面，是非侵入性健康监测的有效且合适的媒介，因为它可以反映与我们的健康状况有关的重要信号。由于皮肤的可及性和我们配备的天然传感器，最早探索皮肤生理信号的记录可以追溯到公元前400年，当时人们首次发现体温可以成为疾病的指标[1]。我们身体的天然传感器使我们能够感知温度、压力、味道、气味、光线等。上个世纪固态电子学的进步扩大了传感领域的视野，导致今天的传感器输出几乎完全由计算机收集和处理的电信号。该技术已临床应用于健康监测，并在高灵敏度和安全性方面不断改进;然而，由于体积庞大[2]、价格昂贵[3]和不移动[4]，并且需要易于干燥的电解质凝胶[5，6]，大多数应用仅限于诊所，所有这些都最终导致长期监测困难[7]。此外，由于刚性接触不灵活，电子元件需要附着在皮肤上[8，9，10，11，12]。脆弱的非敷形粘合剂设计导致测量灵敏度低，测量误差大，特别是在运动过程中[13]。为了克服这些限制，新一代的皮肤可穿戴设备已经出现。本综述包括对柔性和可拉伸非侵入性皮肤可穿戴电子设备的研究和学习，并根据其输入能量形式（即热电信号、神经电信号、光电信号、机械信号和电化学信号）对其进行分类。

2.皮肤可穿戴健康监测策略的系统综述

皮肤的表皮和真皮双层可视为胶原纤维的三维网络，在平行于施加负荷方向的拉伸过程中会伸直，这种特性导致人体皮肤和施加的力方向之间的高度依赖性。皮肤的拉伸性取决于纤维是否定向。穿过朗格线的纤维比平行于线的纤维的可拉伸性差。根据年龄、皮肤位置和检测方法，皮肤的弹性变形应变范围为20%-30%，弹性模块范围为1.11kpa-57Mpa。这种行为可以被视为皮肤可穿戴设备的软基质，并且需要跨电子设备的类似机械性能来实现与皮肤的适形接触，并帮助患者耐受正常身体拉伸过程中的变形。

除基板外，传感元件的机械性能也很重要。这个问题可以通过三种方法来解决：材料选择、基底预应变和器件结构。溶液处理电子学和可分散导电/半导体纳米材料应用于两种主要方法，从材料方面增强电子灵活性。溶液处理的传感器可以沉积到与材料溶剂相容的大面积软基板上。制造技术，包括旋涂、喷墨打印、喷涂和刮刀打印，对于热电和光电材料等有机材料特别有用。然而，器件的柔韧性/拉伸性受到基板和传感元件的限制。通过将可分散导电/半导体纳米材料（包括纳米颗粒，纳米线，纳米管和石墨烯嵌入弹性体基体中，可以大大提高拉伸性。由于3D结构的自发网络形成，纳米线的首选生长方向难以控制。此外，弹性材料已被用于嵌入/支撑刚性传感组件，以实现器件的可拉伸性。在最近的研究中，生物粘附水凝胶弹性体耦合剂被用作刚性超声探头的可拉伸基质。该设备可以连接到我们身体的许多位置48小时，以连续监测来自血流，肺和心脏的声音信号。第二种方法是对可拉伸基材施加预应变，该基材使用垂直于轴的带扣，赋予不可拉伸有机电子器件弹性[33]。结果表明，在应用溶液处理的有机电子器件之前，在可拉伸基板上施加80%的预应变时，有机电子器件能够以