2020创造未来设计大赛医疗类冠军:"老盒新芯"实现无痛除颤
老盒新芯:无痛除颤
Mehdi Razavi, Mathews John, Allison Post, and Aydin Babakhani 德克萨斯心脏研究所(美国休斯顿)
获得HP工作站奖励;类别赞助商:ZEUS
心脏混乱电活动(心律失常)对社会福祉影响巨大:不仅是猝死和卒中头号诱因,还是充血性心力衰竭(CHF)主要促成因素。治疗心律失常最确定的方法是电击心脏(经胸电极板或植入式心脏复律除颤器ICD)。电击既不可预测又极其疼痛,导致高比例患者患上创伤后应激障碍(PTSD)。
治疗CHF的基石是心脏再同步治疗(CRT),利用专用起搏器强化衰弱心肌。ICD和起搏器通过称为导线的电极线向心脏发送电脉冲。导线经静脉置入心脏一端,另一端连接置于胸皮下的电池(或"罐")。然而导线并不总能放置在所需位置,且易感染和断裂。
该发明是一种微型化、可植入、无线、无电池的起搏系统(节点),由微小的硅基集成微芯片组成,聚焦于消除电击、导线和连线的显著可能性。每个节点仅重约0.09克,因无需内置电池。(目前使用的常规起搏器重2-28克。)现有原型虽为定制制造,但其设计易于转化为标准制造工艺。
因可向心脏任意位置、无限数量位点输送起搏,该技术有潜力通过复杂、协调、靶向的多点起搏脉冲,实现无感知(无痛)除颤。有线系统已验证无需电击即可除颤的可行性。该技术还利用无线供电起搏芯片,从多达六个不同部位起搏(迄今超过任何获医疗批准的有线系统)。
所有ICD患者、超过500万美国房颤患者,以及大量CRT设备患者均可受益。植入除颤器患者虽寿命延长,但因疼痛电击,生活质量未必改善。无感知除颤一直是该领域圣杯。这项技术将:1)更安全,无需可能断裂、移位或引起感染的导线;2)更有效治疗心律失常根因,因可精准放置所需位置;3)实现无感知除颤。
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荣誉提名:
可定制组织工程贴片加速伤口愈合
Samarender Nagam Hanumantharao, Carolynn Que, and Smitha Rao(密歇根理工大学,霍顿,密歇根)

该伤口愈合贴片配合粘合剂或绷带用于伤口部位。贴片模拟体内天然组织结构,作为细胞支撑,引导细胞生长排列,加速伤口愈合、减少疤痕、预防继发感染。还可结合药物释放或抗菌保护。
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eXoutcancer系统实现肺癌更早筛查
Sumita T. Jonak, Brian D'Souza, and Abhinav Chandra(UCLA安德森管理学院,洛杉矶,加州)

这项革命性技术实现更早肺癌筛查,在疾病更可治疗阶段确诊。eXoutcancer系统结合纳米芯片和源自机器学习(ML)算法的专有光谱数据库。复杂光谱数据经算法解析,形成诊断指纹。
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Glucowaves:便捷无痛血糖监测
Ala Eldin Omer, George Shaker, and Safieddin Safavi-Naeini(滑铁卢大学,安大略,加拿大)

这款紧凑、低成本、可穿戴传感系统利用微波传感器和人工智能,让糖尿病患者无创监测血糖水平,无需体外采样体液。设备发射小波长电磁信号穿透指尖皮肤,可实现为腕部或手指可穿戴设备,供日常使用。
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可穿戴连续血压监测仪
Xina Quan, PyrAmes(库比蒂诺,加州)

这些可穿戴血压监测设备无创、连续、舒适、无线、易用。它们使用轻贴皮肤的纸薄电容式传感器,拾取与动脉血压变化相关的脉搏波形信号。设备已成功用于从新生儿到89岁以上成人的患者。
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