实时无线植入体实现微型深层组织氧监测
工程师创造微型无线植入体,可提供皮肤深处组织氧水平实时测量。装置小于普通瓢虫,由超声波供电,为多种微型化传感器铺路,可追踪体内关键生化标志物如pH、二氧化碳。这些传感器未来可为医生提供微创方法,监测功能器官组织内生物化学。
氧是细胞从食物获取能量的关键,几乎所有身体组织需稳定供氧生存. 多数组织氧合测量方法仅提供体表附近信息,因依赖电磁波(如红外光)仅能穿透皮肤或器官组织几厘米。虽有磁共振成像提供深层组织氧合信息,但扫描时间长,无法提供实时数据。
超声波是人耳听不到的高频声,能无害穿透身体更长距离,已是医学超声成像技术基础。
集成氧传感器涉及将LED光源和光学探测器集成微型装置,设计更复杂电子控制操作读出传感器。此类氧传感器不同于测血氧饱和度的脉搏血氧仪。脉搏血氧仪测血液中血红蛋白氧合比例,新装置能直接测量组织氧含量。
潜在应用:监测器官移植,因移植后数月可能发生血管并发症导致移植物功能障碍。也可测肿瘤缺氧,助医生指导癌症放疗。
早产儿可能需补充氧气,但医生无可靠组织氧浓度读数。进一步微型化版本可帮助NICU更好管理早产儿氧暴露,减少视网膜病变、慢性肺病等过度氧暴露负面后果。
技术可进一步改进:封装传感器使其长期在体内生存;进一步微型化简化植入过程(目前需手术);传感器光学平台易适配测量其他生化指标。只需改变氧传感器平台,装置可测pH、活性氧、葡萄糖、二氧化碳。若封装更小,可经针头注射或腹腔镜植入,植入更简易。
传感器