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新型微型無線植入設(shè)備能夠?qū)崟r測量皮膚深層組織中的氧合水平

2021-06-10 09:08:49 來源：科技部

近日，發(fā)表在《Nature Biotechnology》上的一項研究中，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。它可以實時測量皮膚深層組織中的氧合水平。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)護患者進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。

這項技術(shù)還為各種微型傳感器的開發(fā)鋪平了道路。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。

研究通訊作者、加州大學(xué)伯克利分校的電子工程和計算機科學(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，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近的信息，因為它們依賴于電磁波，比如紅外線，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間，因此無法實時提供數(shù)據(jù)。

自2013年以來，Maharbiz一直在設(shè)計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)。

標簽：微型無線植入測量皮膚深層組織氧合