新型血流传感器:、免电池、生物可降解!

创新

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近日,美国斯坦福大学的研究人员们开发出一种新型传感器,它可用于监测流经动脉的血流,使医生更容易监测血管手术的成败。这种传感器是生物可降解、免电池、的。它小巧便携,也无需移除,在血流出现阻塞时能即使提醒病人的医生。

1月8日,发表在《自然生物医学工程(Nature Biomedical Engineering)》期刊上的一篇论文详细描述了这种传感器。

传感器紧密包裹着处于愈合过程中的血管。在血管中,血液有节奏地流过,挤压着血管的内表面。随着血管内表面形状的改变,传感器存储电荷的容量也发生了改变。通过位于身体外部靠近皮肤的设备,医生能够远程监测这一变化。这个设备与传感器的天线进行通信连接,获取一个读数,类似于扫描器。未来,这种设备有望发展成一种贴片的形式,或者集成到其他技术中去,例如可穿戴设备或者智能手机。

首先,研究人员们将空气注入如同动脉一般的管子中模仿血液流动,制造出一个人造模型。研究人员们在这个人造模型中测试了该传感器。论文合著者之一、前斯坦福大学博士后访问学者、外科医生 Yukitoshi Kaizawa,也在老鼠的动脉周围植入了这种传感器。尽管尺度是如此的小,传感器还是成功将血流信息报告给读取器。目前,他们虽然只对检测完全的堵塞感兴趣,但是也察觉到该传感器的未来版本有望识别血流更细微的波动。

论文高级作者之一、工学院、化学工程师 Zhenan Bao 一直在开发一项赋予肢微妙触觉的技术。这个传感器正是这项技术的版本。Bao 表示:“这个传感器有 历史 了。我们总是对于应该如何在医疗中利用这些传感器感兴趣,但是找到合适的传感器确实需要花费时间。”

研究人员们必须修改现有的传感器材料,使之对于脉动血流敏感,但是又要具备可以保持住形状的刚硬程度。他们也必须将天线移动至一个安全位置,不受脉动影响,并重新设计电容,使之可以放置于动脉周围。

价值

论文共同高级作者、外科助理 Paige Fox 表示:“在许多医疗专业中,测量血流是很重要的。因此,、生物可降解的传感器将影响多个领域,包括血管、移植物、修复手术与心手术。当我们尝试照顾遍及湾区、山谷、加州以及其他地区的病人时,这项技术使我们可以拓展我们的照顾,而无需面对面的访问或者化验。”

未来

研究人员们正在寻找佳的途径,将传感器粘贴到血管上,并提高其灵敏度。他们也希望,随着人们对于这一跨学科领域的兴趣不断增长,其他的新想法也会出现。

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新型传感器有哪些?

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MEMS传感器的介绍

MEMS即微机电系统(Microelectro Mechanical Systems),是在微电子技术基础上发展起来的多学科交叉的前沿研究领域。经过四十多年的发展,已成为世界瞩目的重大科技领域之一。它涉及电子、机械、材料、物理学、化学、生物学、医学等多种学科与技术,具有广阔的应用前景。截止到2010年,全世界有大约600余家单位从事MEMS的研制和生产工作,已研制出包括压力传感器、加速度传感器、微喷墨打印头、数字微镜显示器在内的几百种产品,其中MEMS传感器占相当大的比例。MEMS传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。与传统的传感器相比,它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。同时,在微米量级的特征尺寸使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。

目前的新型传感器有哪些

1、柔性传感器:可以弯曲和拉伸,适用于人体工程学和医疗设备等领域。

2、纳米传感器:利用纳米技术制造的传感器,可以检测微小的物理和化学变化,适用于生物医学、环境监测等领域。

3、生物传感器:利用生物材料或生物分子制造的传感器,可以检测生物体内的物质和生理状态,适用于医疗和生物科学领域。

4、智能传感器:集成了微处理器和通信技术的传感器,可以实现自主决策和通信,适用于智能家居、智能交通等领域。