具有智能传感器的新外科工具可以提前心脏手术和治疗

研究人员开发了一类配备先进软电子系统的新型医疗器械，可以大大改善许多心脏病和条件的诊断和治疗。

详细介绍了在杂志上发表的自然生物医学工程由乔治华盛顿大学(George Washington University)和西北大学(Northwestern University)的工程师领导的研究人员将可伸缩的电极传感器和致动器矩阵，以及温度和压力传感器，应用到气囊导管系统中，该系统通常用于微创手术或消融治疗诸如此类的疾病心心律失常。

新系统比现有设备更符合人体软组织，可以执行多种功能，包括:同时在体内测量温度、接触力和电生理参数;定制诊断和治疗功能的能力;和实时反馈。新系统还可以大大缩短侵入性消融过程的时间，以及减少病人和医生暴露在x射线辐射下的时间。

这种情况

许多微创手术依靠导管通过小切口插入身体进行诊断测量和治疗干预。例如，医生使用这种基于导管的方法来测绘和治疗不规则心跳或心律失常，通常是通过定位、杀死或消融引起心律失常的心脏组织区域。

虽然广泛用于手术，但目前的基于导管的方法具有许多缺点。今天的导管装置的刚性意味着它们不符合软，生物组织，影响器官电生理信号的高保真映射。当前的设备一次与器官的一小部分接触，使得有必要经常移动探头，延长医疗程序。目前的导管系统所能执行的功能也很有限，需要医生在一次消融过程中使用多个导管。

此外，冗长的程序——例如，定位和消融引起心律失常的组织——有可能使患者和医生暴露在具有潜在破坏性的x光下，因为医生在手术过程中依赖x光图像来引导他们的导管。

的好处

研究人员开发的新型仪器将允许医生获得一套丰富的电生理信息，并通过单一的导管系统在更短的时间内完成手术。

通过装备一个气球导管借助先进的器官保形电子元件、传感器和致动器，研究人员克服了现有系统的缺陷。比以前系统的具体进步包括:

• 多路阵列格式的仪器传感器和致动器可以探测组织的复杂性质，特别是在跳动的心脏。例如，这将有助于更好地定位导致心源性猝死的致命性心律失常的来源。
• 该装置的多层和多功能架构具有组合诊断和治疗功能，增强了许多微创心脏手术，包括射频或不可逆的电穿孔消融 - 其中心脏或神经细胞被烧蚀或“烧伤”，以消除心律失常的来源 - 以及通过称为可逆电穿孔的过程将药物和其他生物材料分泌到细胞中。
• 实时反馈控制能力，通过传感器和执行器的同时、多模式操作实现。

“我们已经采取了通常由半导体行业使用的新突破性材料和制造技术，并将其施加到医疗领域乔治华盛顿大学(George Washington University) Alisann和Terry Collins生物医学工程教授Igor Efimov说:“我们希望能够研发一种新型医疗器械，改善患者的心脏预后，让医生提供更好、更安全、更针对患者的护理。

“坚硬，刚性导管不能符合心脏，因为心脏本身并不难以僵硬。我们利用了软，可伸缩和柔性的电子设备的进步，以开发包括弹性，互联的传感器和执行器阵列的医疗器械，能够轻轻地和致动器柔和符合组织表面。结果提高了相关的外科手术过程的准确性和精度，更快，风险更少，更有效的治疗方法，“John A. Rogers说他是西北大学材料科学与工程、生物医学工程和神经外科的Louis A. Simpson和Kimberly Querrey教授。

---

---