科學家發(fā)明用于微創(chuàng)手術(shù)的多模式多路復用的柔性傳感系統(tǒng)

西安交通大學、美國西北大學及喬治華盛頓大學等機構(gòu)研究人員，提出并構(gòu)建了柔性多路復用氣球集成系統(tǒng)，實現(xiàn)了柔性器件設(shè)計、多功能集成、器件陣列設(shè)計（實現(xiàn)信號面掃描），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)學工程》。

心臟微創(chuàng)手術(shù)通過小的經(jīng)皮切口（如大腿動脈切口）插入先進的診斷和治療工具，從而實現(xiàn)心血管疾病、癌癥等疾病的治療，與傳統(tǒng)手術(shù)相比，恢復時間短且風險低。醫(yī)用導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)過程中捕獲多種信息，以及實現(xiàn)力、電、熱等多種刺激。然而，當前醫(yī)療導管存在機械剛度大或柔順性不足、器件單一、功能單一等問題，阻礙了其應(yīng)用。

該柔性多路復用傳感系統(tǒng)由壓力傳感器陣列、溫度傳感器陣列、電極陣列組成。每一個功能層都可以單獨實現(xiàn)信號響應(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量、溫度傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)生物器件和組織溫度的高時空分辨率測量等。該系統(tǒng)能夠同時實現(xiàn)陣列化檢測、多功能監(jiān)測，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，實現(xiàn)了人體/小白兔心臟組織微創(chuàng)手術(shù)過程中的壓力、溫度和電生理參數(shù)等多功能和多信號響應(yīng)測試。該系統(tǒng)有望使醫(yī)生在更短時間內(nèi)完成手術(shù)，并獲得豐富的生理學信息。

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

專家認為，除心臟微創(chuàng)手術(shù)外，新型多路復用柔性傳感系統(tǒng)未來可能應(yīng)用于生物醫(yī)學的其他領(lǐng)域，例如神經(jīng)工程和可穿戴設(shè)備。