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新型微型無線植入設(shè)備 能夠?qū)崟r(shí)測量皮膚深層組織中的氧合水平

來源:科技部

日,發(fā)表在《Nature Biotechnology》上的一項(xiàng)研究中,來自美國加州大學(xué)伯克利分校和加州大學(xué)舊金山分校的研究人員開發(fā)了一種新的微型無線植入設(shè)備。它可以實(shí)時(shí)測量皮膚深層組織中的氧合水。這種設(shè)備比普通瓢蟲還要小,由超聲波提供能量,它可以對手術(shù)或重癥監(jiān)護(hù)患者進(jìn)行深層組織的氧合監(jiān)測,并對潛在的器官移植失敗或功能障礙提供早期預(yù)警。

這項(xiàng)技術(shù)還為各種微型傳感器的開發(fā)鋪了道路。該無線植入物可以跟蹤人體內(nèi)其他關(guān)鍵的生化標(biāo)記,如pH值或二氧化碳。在未來某天,這些傳感器可以為醫(yī)生提供微創(chuàng)方法來監(jiān)測功能器官和組織內(nèi)部的生化指標(biāo)。

研究通訊作者、加州大學(xué)伯克利分校的電子工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)教授Michel Maharbiz說:“測量體內(nèi)深層組織的情況非常困難。這個(gè)新的植入物展示了如何利用超聲波技術(shù)結(jié)合非常巧妙的集成電路設(shè)計(jì),制造出可以深入到組織中的復(fù)雜植入物,以從器官或組織中獲取數(shù)據(jù)。”

氧氣是使細(xì)胞能夠利用食物能量的關(guān)鍵成分,而身體幾乎所有組織都需要穩(wěn)定的氧氣供應(yīng)才能生存。大多數(shù)測量組織氧合作用的方法只能提供身體表面附的信息,因?yàn)樗鼈円蕾囉陔姶挪ǎ热缂t外線,而紅外線只能穿透皮膚或器官組織幾厘米。雖然有一些類型的磁共振成像可以提供深層組織氧合作用的信息,但它們需要較長的掃描時(shí)間,因此無法實(shí)時(shí)提供數(shù)據(jù)。

自2013年以來,Maharbiz一直在設(shè)計(jì)使用超聲波與外界無線通信的微型植入設(shè)備。超聲波是一種無法被人耳檢測到的高頻聲音,它能以比電磁波更長的距離無害地穿過人體,已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)中超聲成像技術(shù)的基礎(chǔ)。

標(biāo)簽: 微型無線植入 測量 皮膚 深層組織 氧合

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