斯坦福大學(xué)研發(fā)血流傳感器: 具有循環(huán)耐久性，無需手術(shù)摘除

截止目前，市場(chǎng)上存在的傳感器需要仔細(xì)固定并且在使用后需要摘除，這將帶來額外的手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

在NatureBiomedicalEngineering上一篇題為“用于血流無線監(jiān)測(cè)的可生物降解和柔性動(dòng)脈脈沖傳感器”的論文中描述了一種薄柔性裝置設(shè)計(jì)，該裝置用于在涉及血管縫合的復(fù)雜重建手術(shù)后監(jiān)測(cè)局部血流，例如心血管，血管和移植手術(shù)。

該論文描述了一種薄而靈活的壓力傳感器，完全由可生物降解的材料制成，可以纏繞直徑小至1mm的動(dòng)脈。

動(dòng)脈搏動(dòng)影響血管直徑，其可通過纏繞在動(dòng)脈的可生物降解的電容脈沖傳感器測(cè)量。電容的變化導(dǎo)致LCR電路的基頻的偏移，這可以被換算為血流量。整個(gè)裝置由一個(gè)分別在接觸和非接觸模式下敏感的分層邊緣場(chǎng)電容傳感器組成，該電容器連接到雙層線圈結(jié)構(gòu)，用于與外部讀取器線圈的射頻耦合進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

傳感器的特寫圖，用于無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾p層線圈結(jié)構(gòu)的原理圖和纏繞在動(dòng)脈周圍的袖帶型脈沖傳感器。這里通過脈沖檢測(cè)間接測(cè)量血流，因?yàn)閯?dòng)脈血管直徑脈動(dòng)的變化，可以通過電容傳感器測(cè)量。電容的變化導(dǎo)致LCR電路中的諧振頻率的偏移，通過電感耦合穿過皮膚進(jìn)行無線監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)無電池操作。

為了確保低成本和所有器件的再吸收，薄傳感器通過簡(jiǎn)單的層壓和封裝工藝制造，使用生物兼容和生物降解材料的微米層，如鎂(Mg)用于電氣互連，聚(甘油)癸二酸酯用于介電層，聚(八亞甲基馬來酸酯(酸酐)檸檬酸酯)和聚羥基丁酸酯/多羥基戊酸酯用于包裝層，和用于雙層線圈的聚(乳酸)間隔物。

根據(jù)論文描述，該傳感器的響應(yīng)時(shí)間在毫秒范圍內(nèi)，且具有較高的循環(huán)耐久性，該裝置適用于手術(shù)完成后幾個(gè)月內(nèi)的實(shí)時(shí)血流量監(jiān)控。

該傳感器的功效在體外用定制的人造動(dòng)脈模型首次得到驗(yàn)證，然后在大鼠體內(nèi)得到驗(yàn)證。