Разработанный, испытанный

0
158

Разработанный, испытанный датчик кровотока для мониторинга сосудистых заболеваний

Частые измерения изменений кровотока могут улучшить способность поставщиков медицинских услуг диагностировать и лечить пациентов с сосудистыми заболеваниями, такими как диабет и высокое кровяное давление. Американско-китайская команда, в которую вошли исследователи из Национального института биомедицинской визуализации и биоинженерии (NIBIB) и Национального института сердца, легких и крови, обе части Национальных институтов здоровья, провела экспериментальное исследование, показывающее, что ультратонкая кожа -конформирующий датчик, напоминающий отталкивающую татуировку, обеспечивает неинвазивный, точный и непрерывный мониторинг кровообращения, включая кровоток в самых маленьких сосудах.

В исследовании, опубликованном в выпуске Science Advances от 30 октября 2015 г., исследователи показали, что датчик может измерять кровоток как в крупных, так и в микроразмерных кровеносных сосудах вблизи поверхности кожи. Они также предоставили подробную информацию о дизайне и работе устройства. Исследователи оценили работу датчика в различных условиях, показывая, что эта технология может использоваться для непрерывного мониторинга кровотока во время повседневной деятельности и в различных клинических исследованиях и медицинских учреждениях.

В дополнение к диабету и хронической гипертензии, состояния, которые влияют на здоровье кровеносных сосудов и окружающих тканей, включают заболевание почек, аутоиммунные и другие воспалительные состояния, последствия старения и курения и класс нарушений, связанных с холестерином, которые называются дислипидемиями. Непрерывный мониторинг изменений в кровотоке также может быть полезен при оценке этих условий в клинических и исследовательских сценариях.

Испытанное пилотом устройство, совместно разработанное с исследователями из Северо-западного университета, входит в число различных инструментов для измерения кровотока. Однако другие устройства, например, на основе оптических или акустических методов, не работают Хорошо, когда тело находится в движении и, следовательно, требует, чтобы пациент или исследование оставались неподвижными.

Исследователи преодолели эти проблемы с помощью мягкого, совместимого с кожей электронного устройства, которое наносится непосредственно на кожу и использует тепловые датчики для сбора данных об изменениях температуры, в том числе вызванных изменениями кровотока. Устройство может также применять небольшое количество тепла для проверки ответов субъекта. В этом режиме миниатюрная подушка в устройстве генерирует тепловой импульс, а 14 окружающих тепловых датчиков обнаруживают результирующий тепловой поток. Сигнал посылается на компьютер, который вычисляет скорость кровотока, происходящую в пределах двух миллиметров поверхности кожи.

В своем исследовании исследователи поместили датчик на предплечье субъекта исследования на большую видимую вену, а затем приложили давление в течение 60 секунд в разных положениях вблизи вен. Каждый раз устройство воспринимало соответствующие сокращения кровотока. Исследователи также использовали тепловую камеру, которая измеряет инфракрасные сигналы, чтобы подтвердить, что измерения датчика кровотока были точными, даже когда объект передвигался.

Затем они выбрали место на предплечье, которое не было рядом с большой веной, чтобы устройство обнаружило кровоток в микроразмерных кровеносных сосудах внутри лежащей в основе ткани. Исследователи смогли обнаружить изменения в кровотоке, когда испытуемый глубоко вздохнул. Члены команды в сотрудничающем учреждении провели отдельное испытание, которое заключалось в том, что он слегка похлопал по коже возле электронного датчика, что вызвало мягкую реакцию покраснения. Датчик зарегистрировал реакцию кожи как повышение температуры поверхности, сопровождающееся изменением направления кровотока в пределах двух миллиметров поверхности кожи.

По словам соавтора Александра Горбача, доктора философии, начальника отдела инфракрасной визуализации и термометрии NIBIB, тесты, проведенные с помощью термодатчика, помогли установить ряд рекомендаций по его использованию, таких как оптимальное размещение датчика , И как глубоко под поверхностью кожи устройство может оценить кровоток. На этом этапе устройство демонстрирует перспективы как недорогой, легко изготовленный датчик для использования в амбулаторных или стационарных условиях. Из-за связи между хронической гипертензией и некоторыми типами сосудистых заболеваний новый датчик может быть полезным дополнением к исследованиям гипертонии и ее последствиям.

р. Горбах принял участие в предыдущих исследованиях, опубликованных в 2013 году, которые протестировали использование электронного датчика для сбора непрерывных показаний температуры тела. В этом исследовании группа проверила устройство для использования при мониторинге температуры кожи пациентов, находящихся под наблюдением, для инфекции или других заболеваний. «Клинический стандарт для показаний температуры — два раза в день, но это устройство может отправлять показания два раза в секунду», — сказал он. Кроме того, устройство может также использоваться во время операции для контроля температуры и кровотока внутренних органов.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here