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)動脈硬化等心血管問題。

　　據(jù)介紹，這臺設(shè)備在未來將可能被用于持續(xù)監(jiān)測心臟健康狀態(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。由于心臟通過血管將血液送往全身，所以你也會通過血管感覺到心臟在有規(guī)律地跳動。

　　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出動脈的硬化程度。”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，其波形也會隨之改變。幸運(yùn)的是，利用這臺設(shè)備進(jìn)行自我檢測后發(fā)現(xiàn)，我心臟的狀態(tài)還不錯(cuò)。”

　　為了使這臺心臟監(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被輕微改變，致使夾層中的空間結(jié)構(gòu)也被改變。空間結(jié)構(gòu)的改變進(jìn)而導(dǎo)致電磁場和電流的改變，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)測出來的“脈沖尾聲震動”。鮑哲南表示，她相信這種此前未被發(fā)現(xiàn)的震動，能夠用于未來的診療活動中。

　　醫(yī)生們通常會利用笨拙的傳感器來監(jiān)測手術(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來計(jì)算目前的血壓。”

　　這種非入侵式的監(jiān)測心臟健康狀況的設(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，以將這臺設(shè)備升級為*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。”