注射到人体内
就能把精确生理参数
“见告”年夜夫
它便是
可注射超凝胶超声传感器
6月5日晚
华科大集成电路学院
武汉光电国家研究中央
臧剑锋教授团队
附属协和医院姜晓兵教授团队
最新联合成果
登上Nature
6月5日，国际顶尖期刊《自然》刊发了我校这一创新性医工交叉研究成果，题为“面向颅心坎理监测的可注射超声传感器”（Injectable ultrasonic sensor for wireless monitoring of intracranial signals）。论文第一作者为集成电路学院博士后唐瀚川、博士生杨月莹，协和医院博士生刘祯；通讯作者为臧剑锋、南洋理工大学陈晓东教授、协和医院姜晓兵教授。集成电路学院为论文第一完成单位。
图为臧剑锋教授和协和医院姜晓兵教授团队。
图为臧剑锋教授团队正在监测数据。
生理参数是衡量人体生理状态的指标，可以帮助年夜夫进行疾病诊断、治疗和检测。如何安全、稳定获取人体内部精确的生理参数一贯是医学监测领域的重点。目前，临床获取颅内压力、温度等数据的紧张路子是将有线且不可降解的电子探针经手术办法植入体内。
为了获取准确的数据，苗条、坚硬的探针每每须要深入体内几厘米到十几厘米。这种探针无法自行降解需再次手术取出，不但给患者带来植入及去除的多次痛楚，还存在传染等并发症风险。
图为可注射超凝胶超声传感器。
“我们发明的可注射超凝胶超声传感器采取前辈的声学超材料技能，大小只有2×2×2 mm3，就像芝麻那么大。它体积眇小到可被安全注射进入人体内部，通过外部超声探头就可以无线监测颅内压力、温度、pH等生理参数变革。” 臧剑锋先容说。值得一提的是，这种全新的传感器所采取的均为生物可降解聚合物质料，约1个月后就会在体内自行降解，无需再次开刀取出，不但减轻了患者痛楚更极大降落了传染风险。
图为可注射超凝胶超声传感器事情事理。
这种微型传感器的核心在于其独特的内部构造设计。研究职员在可降解水凝胶基质内部人工构筑了具有周期性排列的空气孔道构造。当外部环境如压力、温度、pH值等发生变革时，凝胶内部会产生眇小形变，从而引起反射声波频率发生可丈量的偏移。精确检测这种频率变革，即可获取颅内压力、温度、pH值以及血流流速等多种生理参数。他们还提出了一种创新算法，通过同步剖析多个传感器的频率变革数据,可高效分离压力、温度、pH值等多种成分的耦合影响，从而实现对繁芜生理环境的全面感知。
据悉，与现有商业化有线监测设备比较，可注射超凝胶超声传感器乃至能够检测到人体眇小的生理颠簸，如呼吸运动引起的细微颅压变革等，并在能耗、无热效应等方面表现出极大上风。未来，这种传感器还可运用于人体其他部位，有望为临床智能诊疗带来全新的技能范式。
文章来源：华中科技大学官方微信"大众年夜众号
编辑：杨楚帆
