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医工学人评论
2月19日,清华大学冯雪及李海成团队在《Science Advances》发表文章 “Flexible circuit-free system via passive modulated ultrasound for wireless thoracic pressure monitoring”,文章提出了用于植入式医疗设备(IMDs)的被动调制超声(PMU)原理,并开发了用于胸腔压力监测的无电路超声系统(CUS),为IMDs的发展提供了新方向,在心脏疾病监测和诊断方面具有重要意义和应用潜力。
创新性:基于被动调制超声(PMU)的无电源通信方式,突破了现有IMDs对电池和电路的依赖,提高了生物安全性和使用寿命;CUS体积仅2.5 mm(半径)× 850 μm(高度),远小于现有的植入式传感器;成功应用于兔子胸腔压力监测;与传统ECG相比,CUS能更早检测到心肌梗死等疾病状态。
局限性:由于PMU原理依赖于被动调制的超声反射信号,该方法在复杂生理环境下可能受到噪声干扰,如何确保信号的稳定解码仍是挑战;未来在人类患者中的长期生物相容性、植入手术的安全性仍需进一步研究。
临床应用潜力:该设备可以用于实时监测心脏相关压力变化,例如心肌梗死、充血性心力衰竭或高血压患者的心脏功能评估,为临床诊断和治疗提供关键数据;由于无电池、无电路,CUS相比传统植入式设备大幅降低了体积和生物风险,未来可能成为心血管、神经系统等疾病长期监测的一种理想方案。
该研究在无电池、无电路的植入式超声传感技术方面具有重要的创新性,为未来超小型、低功耗的生物医学传感器提供了新方向。有望在心血管疾病监测、个性化医疗和远程健康管理等领域发挥重要作用。
*评论内容仅供参考,一切以英文原文为准
图2 PMU原理及CUS示意图
图2 PMU机制
图3 CUS的设计和性能
图4 体内实验监测胸部压力
图5 体内实验监测心肌埂塞
文章链接:
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ads5634
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本篇文章来源于微信公众号: 医工学人