微小的无线植入物可检测体内深处的氧气

导读伯克利(Berkeley)-加州大学伯克利分校的工程师创造了一种微型无线植入物,可以实时测量皮肤深处的组织氧水平。该设备比普通瓢虫小,并由超

伯克利(Berkeley)-加州大学伯克利分校的工程师创造了一种微型无线植入物,可以实时测量皮肤深处的组织氧水平。该设备比普通瓢虫小,并由超声波驱动,可以帮助医生监测移植器官或组织的健康状况,并提供潜在的移植失败预警。

该技术是与加利福尼亚大学旧金山分校的医生合作开发的,也为创建各种微型传感器铺平了道路,这些传感器可以跟踪人体内其他关键的生化标志物,例如pH或二氧化碳。这些传感器有一天可以为医生提供微创方法,以监测功能器官和组织内部的生物化学。

加州大学伯克利分校的电气工程和计算机科学教授,Chan Zuckerberg Biohub调查员米歇尔·马哈比斯(Michel Maharbiz)说:“很难测量人体深处的东西。”“该设备演示了如何使用超声技术结合非常巧妙的集成电路设计,来创建能够深入到组织中的复杂植入物,以从器官中获取数据。”

Maharbiz是描述该设备的新论文的高级作者,该论文发表在《自然生物技术》杂志上。

氧气是细胞利用我们所吃食物中能量的能力的关键组成部分,体内几乎所有组织都需要稳定的供给才能生存。大多数测量组织氧合的方法只能提供有关在身体表面附近发生的情况的信息。这是因为这些方法依赖于电磁波,例如红外光,该电磁波只能穿透几厘米的距离进入皮肤或器官组织。尽管有些类型的磁共振成像可以提供有关深层组织氧合的信息,但它们需要较长的扫描时间,因此无法实时提供数据。

自2013年以来,Maharbiz一直在设计微型植入物,这些植入物使用超声波与外界无线通信。超声波是一种频率过高的声音,无法被人的耳朵察觉,它可以无害地在人体中传播,其传播距离比电磁波长得多,并且已经成为医学中超声成像技术的基础。这种设备的一个例子是Stimdust,它是与加州大学伯克利分校电气工程和计算机科学助理教授Rikky Muller合作设计的,它可以检测和刺激体内的电神经发射。

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