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生物医学设备

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柔性电子设备进入手术室

06 Oct 2020 露西罗兰斯 
Electrode array

由工程师领导的研究团队 乔治华盛顿大学西北大学 开发了一种含有先进的柔性电子产品的新型手术工具,可以改善心脏病的诊断和治疗。

气球导管通常在微创手术或消融程序期间使用,在那里它们依赖于在通过小切口插入时进行测量并进行治疗功能。它们也可以通过定位和消除导致心律失常的组织区域来插入心脏以治疗心脏心律失常。然而,目前,大多数气球导管都是刚性的,这意味着它们不能很好地符合心脏中的软表面。此外,这些设备只能一次执行一个功能,要求医生在整个过程中使用多个导管。

研究人员使用它们在灵活和可伸缩的电子产品中的经验,寻求创造一个符合组织表面的弹性系统,并且可以作为诊断和治疗装置。

灵活的安排

该装置由夹在柔性聚酰亚胺片之间的可拉伸金互连以形成柔性表面。导管不仅是柔性的,而且也可以在两个方向上伸展高达30%,而不会导致材料损坏。

研究人员采用了半导体工业中常用的现有制造技术,以在临时硅晶片上产生每个阵列。然后它们将阵列转移到软弹性体表面。

使该导管唯一的功能之一是其多层设计,每层具有独特的目的。外部的层与皮肤接触,含有电极,其进行电读数和组织的电刺激。下一层由聚酰亚胺的绝缘层分开,含有温度传感器。这些可以允许外科医生跟踪特定区域中组织温度的变化。最后,在底部是含有压力传感器的层,其测量心脏组织和装置之间的局部力。

新设备可以改变手术

该团队使用计算模型,塑料心脏模型和真正的人类心灵测试了气球导管。他们发现导管以物理形态和功能的电流装置具有优势。

新导管的多层性质意味着可以集成到一个设备中的广泛的诊断和治疗功能,允许医生同时执行多个测量并将其映射到特定区域。这使得设备可以在整个手术中自动调节像温度一样的性能的可能性。

“我们已经采取了新的突破性材料和制造技术,通常由半导体行业使用,并将它们施用于医疗领域,在这种情况下,先进的新型医疗器械,将改善患者的心脏成果,并允许医生提供更好的方式,更安全,更具患者特定的护理,” says Igor Efimov.是一项研究的高级作者。

报告了导管的细节 自然生物医学工程.

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