佐治亞理工團隊展示可無線傳輸數據的植入式血流監測智能支架

在 5 月 11 日發表於《科學進展》期刊上的一篇文章中,佐治亞理工學院的一支研究團隊,剛剛介紹了一種無需通過血管造影、且更加省心省力的低成本數據收集替代方案。如圖所示的這種“智能動脈支架”,可以撐開狹窄的血管並無線傳輸血流數據。此外通過將數據傳送到外部計算機或移動設備,這款實驗性質的裝置還有望極大地改善血管病患的診療體驗、進而挽救更多生命。

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(來自:Georgia Tech)

由該校助理教授 Woon-Hong Yeo 帶領的這支研究團隊,在文章中詳細介紹了他們新開發的可無線傳輸數據的智能血流監測植入物。

它由多種生物相容性材料製成,結合了氣溶膠噴射印刷的柔性電容傳感器、以及當作天線的導電迴路,但並不依賴於需要更換的充電電池。

與普通血管支架一樣,該裝置可通過手術植入受損血管、並在其中提供結構製成,從而使血管保持舒張狀態、以維持適當的血液流通。

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Woon-Hong Yeo 團隊開發了新型無線電子血管監測智能支架

據悉,這套電子系統旨在將包括動脈壓、脈搏、流量等在內的血流動力學數據,並無線傳輸到外部數據採集系統。

可知在所謂的“感應耦合”過程中,外部施加的磁場可用於將能量無線傳輸到支架(臨時供電)。此時傳感器能夠獲取血流數據,並以無線方式將電信號從體內傳輸出去。

此外得益於超薄緊湊的外形,研究人員能夠將導管用於任何身體部位。然後體外的接收設備能夠拾取並解析該信號,以獲取有關血管內狀況的實時信息。

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最後,實驗室測試表明,該裝置甚至能夠放在兔子髂動脈內並傳遞準確的數據 —— 隔着血液傳播的距離可達 3.5 厘米(1.4 英寸),而隔着空氣傳播的距離更是能夠達到 5.5 厘米(2.2 英寸),且後續還有進一步改進的空間。

有關這項研究的詳情,已發表在 2022 年 5 月 11 日出版的《Science Advances》期刊上。

原標題為《Fully implantable wireless batteryless vascular electronics with printed soft sensors for multiplex sensing of hemodynamics》。

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