華人科學(xué)家出比紙張還薄的心臟健康監(jiān)控器

　　近日，華人科學(xué)家、美國斯坦福大學(xué)化學(xué)工程系教授鮑哲南發(fā)明了一種厚度比一美元還薄、形狀為郵票大小的心臟監(jiān)視器。這臺(tái)心臟監(jiān)視器外形類似一塊人類皮膚，在使用時(shí)被特制的黏合劑粘在手腕上，即可幫助醫(yī)生發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈硬化等心血管問題。

　　據(jù)介紹，這臺(tái)設(shè)備在未來將可能被用于持續(xù)監(jiān)測(cè)心臟健康狀態(tài)，并為醫(yī)生提供一種更加安全的方法來測(cè)量新生兒和危重病人的某些重要生理指標(biāo)。

　　“脈搏能夠反映動(dòng)脈和心臟的健康狀況。”鮑哲南告訴記者，她的實(shí)驗(yàn)室致力于類皮膚材料。“傳感器越靈敏，醫(yī)生越能夠在早期發(fā)現(xiàn)疾病。”

　　將食指和中指按在手腕上，你就能發(fā)現(xiàn)脈搏的跳動(dòng)。由于心臟通過血管將血液送往全身，所以你也會(huì)通過血管感覺到心臟在有規(guī)律地跳動(dòng)。

　　你所感受到的每一次脈搏，實(shí)際上由兩次相連的脈沖組成，不過，僅憑手指很難分辨出它們。*次比較強(qiáng)烈的脈沖，由心臟泵出血液引起。不久之后，四肢給動(dòng)脈系統(tǒng)發(fā)送一次反射波，進(jìn)而形成第二次脈沖。

　　醫(yī)學(xué)專家可以利用脈搏中這兩次脈沖的相關(guān)數(shù)據(jù)，確定你心臟的健康狀態(tài)。

　　“例如，你可以利用兩次脈沖的頻率檢測(cè)出動(dòng)脈的硬化程度。”該團(tuán)隊(duì)成員、物理學(xué)家格雷戈?duì)?bull;施戈瓦茨(Gregor Schwartz)說，“心臟狀況如果發(fā)生了改變，其波形也會(huì)隨之改變。幸運(yùn)的是，利用這臺(tái)設(shè)備進(jìn)行自我檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，我心臟的狀態(tài)還不錯(cuò)。”

　　為了使這臺(tái)心臟監(jiān)視器更加小巧、靈敏，鮑哲南團(tuán)隊(duì)還在其中添加了一層含有細(xì)小金字塔堆的橡膠夾層。每個(gè)小金字塔堆只有數(shù)微米大，比人體紅細(xì)胞還要小。

　　當(dāng)設(shè)備受到壓力時(shí)，這些小金字塔堆的外形會(huì)被輕微改變，致使夾層中的空間結(jié)構(gòu)也被改變?？臻g結(jié)構(gòu)的改變進(jìn)而導(dǎo)致電磁場(chǎng)和電流的改變，zui終被設(shè)備所感應(yīng)到。

　　在監(jiān)視器上施加的壓力越大，金字塔堆形變也越大，進(jìn)而致使電磁場(chǎng)的改變也越大。將這些小傳感器加入到假肢中，即可制成更夠感知觸覺的電子假肢。

　　當(dāng)這些傳感器通過膠帶被黏附在某人手腕上時(shí)，就可以測(cè)量人體的脈搏。

　　同時(shí)，這種設(shè)備還可以靈敏地分辨脈搏中的兩次脈沖。當(dāng)工程師們檢查該設(shè)備所輸出的波形時(shí)，他們還發(fā)現(xiàn)了傳統(tǒng)傳感器未能監(jiān)測(cè)出來的“脈沖尾聲震動(dòng)”。鮑哲南表示，她相信這種此前未被發(fā)現(xiàn)的震動(dòng)，能夠用于未來的診療活動(dòng)中。

　　醫(yī)生們通常會(huì)利用笨拙的傳感器來監(jiān)測(cè)手術(shù)病人或剛服藥病人的心臟情況。但是，在未來的某一天，鮑哲南的這項(xiàng)發(fā)明將能夠測(cè)量另一項(xiàng)重要的生命指標(biāo)。

　　“理論上，這種傳感器也可以測(cè)量血壓。”格雷戈?duì)?bull;施戈瓦茨說，“在相關(guān)數(shù)據(jù)被統(tǒng)計(jì)出來之后，你就可以利用自己的脈搏信號(hào)來計(jì)算目前的血壓。”

　　這種非入侵式的監(jiān)測(cè)心臟健康狀況的設(shè)備，將替代傳統(tǒng)的必須將儀器插入動(dòng)脈的設(shè)備——血管置管。血管置管由于具有較高的感染風(fēng)險(xiǎn)，并不適用于新生兒或危重病人。因此，像鮑哲南的這項(xiàng)發(fā)明，將為醫(yī)生們收集心臟信息，特別是在新生兒手術(shù)過程中，提供一個(gè)更加安全的方法。

　　目前鮑哲南團(tuán)隊(duì)正在與斯坦福大學(xué)的研究者一起，致力于研制一種細(xì)如發(fā)絲的裝置，以將這臺(tái)設(shè)備升級(jí)為*的無線設(shè)備。進(jìn)而，利用無線通信，醫(yī)生甚至可以僅利用手機(jī)，時(shí)刻獲知病人的心臟狀態(tài)。

　　“對(duì)于某些潛在心臟病患者來說，戴上這種設(shè)備可以時(shí)刻監(jiān)視自己的心臟情況。”鮑哲南表示，“而且這種設(shè)備也不會(huì)干擾他們的正常生活，因?yàn)橹皇切枰颊咴谏砩腺N上一小條繃帶。”