中科院纳米能源所李舟/北航刘卓《AM》:可持续监测心脏功能的零偏置胶囊传感器

文摘   2024-09-13 23:08   广东  

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引言

监测心衰进展情况,提供心力衰竭恶化的早期预警,并在需要干预以防止危机时提醒医生,可以有效控制病情,降低再住院率和死亡率。目前,超声和多导联心电监护设备能够提供重要的心脏功能参数,在心衰诊断中发挥着重要的作用,但是患者需要定期去医院通过专业医生诊断,且无法持续监测。CardioMEMS能追踪肺动脉压力变化,促进了居家心衰监测技术的发展,其数据读取对设备有一定的依赖性。心衰最直接的表现是心脏收缩力的减弱,进而导致血压的变化。因此,开发一种能够持续监测并反馈心脏收缩力变化的微型介入式传感器,对实现心衰的患者全程化管理具有重要的临床意义。

近日,中国科学院北京纳米能源与系统研究所李舟研究员、北京航空航天大学医学科学与工程学院刘卓副教授,以及阜外医院心律失常中心华伟主任团队探索出一种适用于小腔体的“纳米自吸附”材料改性方法,显著提升了摩擦电效应器件的力电转换性能,为实现器件小型化协同高性能电学输出提供保障。

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过程


图1. 零偏置的心脏监测胶囊(BCMC)系统概述图。

图2. BCMC在动物模型体内监测整体心脏收缩力变化。

图3. BCMC在动物模型体内反馈室早以及室速引起的局部心脏收缩力异常变化。

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总结

本文提出了一种基于摩擦电效应的零偏置的心脏监测胶囊(BCMC),能够感知心室的舒张和收缩过程。通过心脏活动带动器件内部结构发生相对摩擦从而产生电信号,该信号可直接且原位地反映心脏机械活动的变化,实现对心脏收缩力的连续监测与评估。这种小巧轻便的胶囊可以通过介入导管递送到心脏而不会增加心脏负担。基于设备连续精确的数据,医生可以远程监测患者心脏收缩力的变化情况,从而进行心衰患者心脏功能深入评估,及时诊断预警。



原文链接:

https://doi.org/10.1002/adma.202402457



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