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斯坦福大学开发新型可降解血流传感器 可检查血管是否堵塞

斯坦福大学开发新型可降解血流传感器 可检查血管是否堵塞

时间:2019-03-05 11:30 来源: 作者:广州南创 点击:
 

  据麦姆斯咨询报道,《自然生物医学工程》(Nature Biomedical Engineering)杂志近日报道,美国斯坦福大学(Stanford University)的研究人员开发了一种新型的可生物降解、无电池、无线传感器,它可以帮助医生监控动脉中的血液流动,提高手术成功率。

  “血流测量对于医学许多专业至关重要,因此这款无线可生物降解传感器可能会影响血管、移植、整形重建和心脏手术等多个学科领域,”外科助理教授、该论文高级作者、医学博士Paige Fox 说,“当我们试图应对整个湾区、中央山谷及其他地区的患者时,这项技术将使我们能够在不需要面对面问诊或测试的情况下扩展我们的护理能力。”

  监测血管手术充满挑战,因为血管出问题所表现出来的症状往往来得太晚。到那时,患者通常需要进行额外的风险相当的手术。这款新的传感器可以帮助医生远程密切关注术后恢复中的血管,为早期干预创造机会。

  无线监测血管阻塞

  将这款传感器紧密包裹着处于愈合过程中的血管。在血管中,血液有节奏地流过,挤压着血管的内表面。随着血管内表面形状的改变,传感器存储电荷的容量也发生了改变。通过位于身体外部靠近皮肤的设备,医生能够远程监测这一变化。这个设备与传感器的天线进行通信连接,获取一个读数,类似于身份证扫描器。未来,这种设备有望发展成一种贴片的形式,或者集成到其他技术中去,例如可穿戴设备或者智能手机。
上图描绘了这款可生物降解的压力传感器,它围绕着一根血管,天线在左侧(分离的层状结构,展示了天线结构的细节)

  

  研究人员首先在人工环境中对这款传感器进行了测试,在实验中,他们将空气泵入接近动脉尺寸的小管中,以模仿脉动的血流。斯坦福大学博士后学者、该论文共同作者、外科医生Yizitoshi Kaizawa博士,还将这款传感器在大鼠的动脉上进行了植入测试。即使在大鼠动脉上,这款传感器也成功地向无线读取器报告了血流量情况。当前,研究人员只关注血管是否完全阻塞的监测,但他们确实看到这款传感器未来可以识别更精细的血流波动。

  这款传感器相当于是斯坦福大学化学工程教授鲍哲南为假肢开发的触觉传感器(人造皮肤)的无线版本。

  研究人员需要改良现有的传感器材料,使其既能够对血液脉冲敏感,又具有一定的刚性以保持其形状。他们还需要将传感器天线转移到不受血液脉动影响的安全位置,并重新设计电容器,使其可以环绕在动脉周围。

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