據麥姆斯咨詢報道，《自然》子刊《自然-生物醫(yī)學工程》1月8日發(fā)表的一篇論文中詳細介紹了這款器件，它可以通過動脈監(jiān)測血液流動情況。這款傳感器無電池、無線且可生物降解，因此無需拆除。如果監(jiān)測到血管阻塞，它可以向患者的醫(yī)生發(fā)出警告。

“血流測量對于醫(yī)學許多專業(yè)至關重要，因此這款無線可生物降解傳感器可能會影響血管、移植、整形重建和心臟手術等多個學科領域，”外科助理教授、該論文高級作者、醫(yī)學博士Paige Fox 說，“當我們試圖應對整個灣區(qū)、中央山谷及其他地區(qū)的患者時，這項技術將使我們能夠在不需要面對面問診或測試的情況下擴展我們的護理能力?！?/p>

監(jiān)測血管手術充滿挑戰(zhàn)，因為血管出問題所表現出來的癥狀往往來得太晚。到那時，患者通常需要進行額外的風險相當的手術。這款新的傳感器可以幫助醫(yī)生遠程密切關注術后恢復中的血管，為早期干預創(chuàng)造機會。

無線監(jiān)測血管阻塞

將這款傳感器緊緊地包裹在愈合血管周圍，流經的血液脈沖可以對傳感器的內表面施加一定的壓力。隨著傳感器內表面的形狀變化，會改變傳感器的電容，醫(yī)生便可以通過靠近血管但位于身體外部的設備進行遠程監(jiān)測。該設備通過類似ID卡掃描，利用傳感器的天線來獲取讀數。將來，該設備可以采用貼片形式，也可以集成到可穿戴設備或智能手機等其他設備中。

上圖描繪了這款可生物降解的壓力傳感器，它圍繞著一根血管，天線在左側（分離的層狀結構，展示了天線結構的細節(jié)）

研究人員首先在人工環(huán)境中對這款傳感器進行了測試，在實驗中，他們將空氣泵入接近動脈尺寸的小管中，以模仿脈動的血流。斯坦福大學博士后學者、該論文共同作者、外科醫(yī)生Yizitoshi Kaizawa博士，還將這款傳感器在大鼠的動脈上進行了植入測試。即使在大鼠動脈上，這款傳感器也成功地向無線讀取器報告了血流量情況。當前，研究人員只關注血管是否完全阻塞的監(jiān)測，但他們確實看到這款傳感器未來可以識別更精細的血流波動。

這款傳感器相當于是斯坦福大學化學工程教授鮑哲南為假肢開發(fā)的觸覺傳感器（人造皮膚）的無線版本。

“人造皮膚技術已經有一定的歷史了，”K.K. Lee 化學工程學教授、該論文的另一位資深作者鮑哲南說，“我們一直對如何在醫(yī)療領域應用這些傳感技術感興趣，需要花一定的時間才能匹配合適的應用場景?！?/p>

研究人員需要改良現有的傳感器材料，使其既能夠對血液脈沖敏感，又具有一定的剛性以保持其形狀。他們還需要將傳感器天線轉移到不受血液脈動影響的安全位置，并重新設計電容器，使其可以環(huán)繞在動脈周圍。

“這是一個非常精密的項目，需要進行多輪實驗和重新設計，”該論文第一作者、博士后學者Levent Beker博士說，“我一直對醫(yī)療和植入應用感興趣，該技術或能為多種外科手術開辟新的監(jiān)測或遠程醫(yī)療手段?！?/p>

這項研究由瑞士國家科學基金會、歐洲委員會、斯坦福大學ChEM-H（人類健康化學、工程與醫(yī)學）和國家科學基金資助。