Yeni kan akış sensörü: kablosuz, pilsiz, biyolojik olarak parçalanabilir!
Kılavuz
Son zamanlarda, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Stanford Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, arterlerdeki kan akışını izlemek için kullanılabilecek yeni bir biyolojik olarak parçalanabilir, pilsiz ve kablosuz sensör türü geliştirdiler. Kompakt ve portatiftir ve çıkarılmasına gerek yoktur.Kan akışı engellendiğinde hastanın doktorunu zamanında uyarabilir.arka fon
Damar cerrahisinin başarısını veya başarısızlığını izlemek çok zor bir iştir, çünkü ilk kötü işaret genellikle çok geç ortaya çıkar. O zamana kadar, hastanın genellikle başka bir ameliyata ihtiyacı vardır ve başka bir ameliyatın riski orijinal ameliyatla benzerdir. Karmaşık onarım operasyonlarından sonra kan akışının izlenmesi, hastanın iyileşmesi ve operasyonun sonucu için çok önemlidir. Bu nedenle, tıbbi personelin erken müdahale fırsatları yaratmak için iyileşen kan damarlarını uzaktan izleyebilen bir teknolojiye ihtiyacı vardır.
Şu anda, klinik uygulamada kullanılan tüm implante edilebilir izleme teknolojileri "kablolu". Doğru tespit için bu cihazların çok dikkatli bir şekilde sabitlenmesi gerekir. Kullanımdan sonra da çıkarılmaları gerekir. Bu şüphesiz uygulama zorluğunu artıracağı gibi hastalara sıkıntı, acı ve risk de getirecektir.
Yenilikçilik
Son zamanlarda, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Stanford Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, damarlardan kan akışını izlemek için kullanılabilen ve doktorların damar cerrahisinin başarısını veya başarısızlığını izlemesini kolaylaştıran yeni bir sensör türü geliştirdiler. Bu sensör biyolojik olarak parçalanabilir, pilsiz ve kablosuzdur. Küçük ve taşınabilirdir ve çıkarılması gerekmez ve kan akışı engellendiğinde hastanın doktorunu uyarabilir.
Biyolojik olarak parçalanabilen basınç sensörü kan damarını sarar ve bir tarafı katmanlı bir yapıda gösterilen antendir. (Resim kaynağı: Levent Beker)
8 Ocak'ta Nature Biomedical Engineering dergisinde yayınlanan bir makale bu sensörü ayrıntılı olarak açıkladı.
teknoloji
Sensör, iyileşme sürecinde kan damarını sıkıca sarar. Kan damarlarında kan damarlarının iç yüzeyini sıkıştırarak ritmik olarak akar. Kan damarının iç yüzeyinin şekli değiştikçe, sensörün yükleri saklama kapasitesi de değişir. Cilde yakın vücut dışında bulunan bir cihaz ile doktorlar bu değişikliği uzaktan takip edebiliyor. Bu cihaz, bir kimlik kartı tarayıcıya benzer bir okuma elde etmek için sensörün anteniyle iletişim kurar. Gelecekte, bu cihazın bir yama formuna dönüşmesi veya giyilebilir cihazlar veya akıllı telefonlar gibi diğer teknolojilere entegre edilmesi bekleniyor.
İlk olarak, araştırmacılar kan akışını taklit etmek ve yapay bir model oluşturmak için bir arter gibi bir tüpe hava enjekte ettiler. Araştırmacılar, bu insan yapımı modelde sensörü test ettiler. Makalenin ortak yazarlarından biri olan eski Stanford Üniversitesi doktora sonrası misafir araştırmacı ve cerrah Yukitoshi Kaizawa da sensörü farenin arterinin etrafına yerleştirdi. Küçük boyutuna rağmen, sensör kablosuz okuyucuya kan akışı bilgilerini başarıyla bildirdi. Şu anda, sadece tam tıkanmaları tespit etmekle ilgilenseler de, sensörün gelecekteki versiyonlarının kan akışında daha ince dalgalanmaları tespit etmesinin beklendiğini de algılıyorlar.
Makalenin kıdemli yazarlarından biri, bir mühendislik profesörü ve bir kimya mühendisi olan Zhenan Bao, protezlere ince bir dokunuş sağlayan bir teknoloji geliştiriyor. Bu sensör, bu teknolojinin kablosuz versiyonudur. Bao, "Bu sensörün bir geçmişi var. Bu sensörlerin tıbbi tedavide nasıl kullanılacağıyla her zaman ilgileniyoruz, ancak doğru sensörü bulmak zaman alıyor." Dedi.
Araştırmacılar, titreşimli kan akışına duyarlı hale getirmek için mevcut sensör malzemesini değiştirmeli, ancak aynı zamanda şekli tutabilecek bir sertliğe de sahip olmalıdır. Ayrıca anteni titreşimsiz güvenli bir yere taşımalı ve kondansatörü arterin etrafına yerleştirilebilecek şekilde yeniden tasarlamalıdır.
Biyolojik olarak parçalanabilir, esnek ve pasif arteriyel nabız sensörü tasarımı (resim kaynağı: referans [2])
Kablosuz bağlantının tasarımı, simülasyonu ve optimizasyonu (resim kaynağı: referans [2])
Dağınık alan kapasitif sensörlerin tasarımı ve optimizasyonu (resim kaynağı: referans [2])
Vücut dışında yapay arter modunu kullanan sensör özellikleri (resim kaynağı: referans [2])
değer
Makalenin kıdemli yazarı ve cerrahi yardımcı doçent olan Paige Fox şunları söyledi: Birçok tıp mesleğinde kan akışını ölçmek çok önemlidir. Bu nedenle kablosuz, biyolojik olarak parçalanabilen sensörler, kan damarları, greftler ve onarım cerrahisi dahil birçok alanı etkileyecektir. Ve kalp ameliyatı. Bay Area, Central Valley, California ve diğer bölgelerdeki hastalara bakmaya çalıştığımızda, bu teknoloji, yüz yüze ziyaretlere veya laboratuar testlerine gerek kalmadan bakımımızı genişletmemizi sağlıyor. "
Makalenin ortak baş yazarı ve Bao Lab'da doktora sonrası misafir akademisyen Levent Beker, Bu, çok sayıda deney ve yeniden tasarım gerektiren çok zorlu bir proje. Medikal ve implant uygulamaları ile her zaman ilgilendik. Birden fazla operasyonun veya teletıpın izlenmesi için birçok fırsat getirecek. "
gelecek
Araştırmacılar, sensörü kan damarına yapıştırmanın ve hassasiyetini artırmanın en iyi yolunu arıyorlar. Ayrıca, insanların bu disiplinlerarası alana olan ilgisi artmaya devam ettikçe, başka yeni fikirlerin de ortaya çıkacağını umuyorlar.
Bao, "Hastaların sorunları erken tespit etmelerini sağlamak için sensörlerin kullanılması doğru bir sağlık eğilimi haline geliyor. Mühendislik, tıp ve veri alanlarından araştırmacıların gerçekten birlikte çalışmasını gerektirecek ve çözebilecekleri problemler çok heyecan verici olacak. Heyecan verici."
Anahtar kelime
Tıbbi, biyolojik olarak parçalanabilir sensörReferans
[1] https://news.stanford.edu/press/view/25502
[2] https://www.nature.com/articles/s41551-018-0336-5
