中美科學(xué)家研發(fā)用于醫(yī)療的多模式多路復(fù)用柔性傳感系統(tǒng)

西安交通大學(xué)、美國(guó)西北大學(xué)及喬治華盛頓大學(xué)等機(jī)構(gòu)研究人員，提出并構(gòu)建了柔性多路復(fù)用氣球集成系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了柔性器件設(shè)計(jì)、多功能集成、器件陣列設(shè)計(jì)(實(shí)現(xiàn)信號(hào)面掃描)，有望在人體心臟微創(chuàng)手術(shù)上獲得重要應(yīng)用。9月7日，相關(guān)論文刊登于《自然—生物醫(yī)學(xué)工程》。

心臟微創(chuàng)手術(shù)通過(guò)小的經(jīng)皮切口(如大腿動(dòng)脈切口)插入先進(jìn)的診斷和治療工具，從而實(shí)現(xiàn)心血管疾病、癌癥等疾病的治療，與傳統(tǒng)手術(shù)相比，恢復(fù)時(shí)間短且風(fēng)險(xiǎn)低。醫(yī)用導(dǎo)管可作為載體遞送其他醫(yī)療器件或生物材料，并在微創(chuàng)手術(shù)過(guò)程中捕獲多種信息，以及實(shí)現(xiàn)力、電、熱等多種刺激。然而，當(dāng)前醫(yī)療導(dǎo)管存在機(jī)械剛度大或柔順性不足、器件單一、功能單一等問(wèn)題，阻礙了其應(yīng)用。

該柔性多路復(fù)用傳感系統(tǒng)由壓力傳感器陣列、溫度傳感器陣列、電極陣列組成。每一個(gè)功能層都可以單獨(dú)實(shí)現(xiàn)信號(hào)響應(yīng)，如壓力傳感器陣列能夠?qū)崿F(xiàn)各類接觸壓力的精確測(cè)量、溫度傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)生物器件和組織溫度的高時(shí)空分辨率測(cè)量等。該系統(tǒng)能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)陣列化檢測(cè)、多功能監(jiān)測(cè)，且能夠承受雙向30%的可拉伸性，具有高的使用壽命及循環(huán)穩(wěn)定性。研究人員將新系統(tǒng)與手術(shù)工具集成在一起，實(shí)現(xiàn)了人體/小白兔心臟組織微創(chuàng)手術(shù)過(guò)程中的壓力、溫度和電生理參數(shù)等多功能和多信號(hào)響應(yīng)測(cè)試。該系統(tǒng)有望使醫(yī)生在更短時(shí)間內(nèi)完成手術(shù)，并獲得豐富的生理學(xué)信息。

用于微創(chuàng)手術(shù)的多模式、多路復(fù)用的柔性傳感系統(tǒng)