带有智能传感器的新型手术工具可以促进心脏手术和治疗

研究人员开发了一种新型的配有先进的软电子系统的医疗器械，可以极大地改善对许多心脏病和疾病的诊断和治疗。

详细内容发表在杂志上的一篇新论文中自然生物医学工程由乔治华盛顿大学和西北大学的工程师领导的研究人员，将电极传感器和执行器的可拉伸和柔性矩阵，以及温度和压力传感器，应用到气囊导管系统，通常用于微创手术或消融治疗疾病，如心脏心律失常．

新系统比现有的设备更贴合人体软组织，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的时间，减少病人和医生暴露在x射线辐射下的时间。

这种情况

许多微创手术依赖于通过小切口插入体内的导管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绘制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。

虽然在外科手术中被广泛使用，但目前基于导管的方法有许多缺点。当今导管设备的刚性意味着它们不能很好地适应柔软的生物组织，影响了器官电生理信号的高保真度映射。目前的仪器一次只接触器官的一小部分，因此需要不断地移动探头，从而延长探头的长度医疗程序．目前的导管系统在功能数量上也受到限制，要求医生在一次消融过程中使用多个导管。

此外，长时间的手术——例如，定位和消融引起心律失常的组织——有可能使病人和医生都暴露在潜在的破坏性x射线中，因为医生在手术过程中依赖x射线图像来引导导管。

的好处

研究人员开发的新型仪器将允许医生获得丰富的电生理信息，并通过单一导管系统在更短的时间内完成手术。

通过装备气球导管通过先进的器官共形电子元件、传感器和执行器，研究人员克服了现有系统的缺陷。与以前系统相比的具体改进包括:

• 多路阵列格式的仪器传感器和执行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心律失常的来源。
• 该设备的多层和多功能结构结合了诊断和治疗功能，增强了许多微创心脏手术，包括射频或不可逆电穿孔消融(即消融心脏或神经细胞，或“烧伤”，以消除心律失常的来源)，以及通过可逆电穿孔直接将药物和其他生物材料输送到细胞中。
• 实时反馈控制能力，通过传感器和执行器的同步、多模式操作实现。

“我们采用了新的突破性材料和半导体行业通常采用的制造技术，并将它们应用于医学领域乔治华盛顿大学生物医学工程艾利森和特里·柯林斯教授伊戈尔·艾菲莫夫说:“在这种情况下，我们将推动一种新型医疗器械的发展，这将改善患者的心脏预后，并让医生提供更好、更安全、更针对患者的护理。

“坚硬、坚硬的导管不能与心脏相吻合，因为心脏本身并不坚硬、坚硬。我们利用我们在软性、可拉伸和柔性电子产品方面的进步，开发了包括弹性、互联传感器和执行器阵列的医疗设备，能够轻柔地顺应组织表面。该结果提高了相关手术过程的准确性和精确度，从而实现更快、更低风险和更有效的治疗，”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。

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