體外人工心臟:好“心”用好“料”!
現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展到今天,對(duì)一個(gè)病患有效的診療再也不是僅憑某個(gè)“神醫(yī)”的一己之力,而是要有更多科技力量的加持,越是復(fù)雜艱深的醫(yī)學(xué)問題,越是需要前沿性的產(chǎn)品和方案來應(yīng)對(duì)。在被視為當(dāng)今最尖端醫(yī)學(xué)課題之一的人工心臟領(lǐng)域,這樣的趨勢(shì)更為明顯。
生命攸關(guān)的人工心臟
根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)的統(tǒng)計(jì),心血管疾病已經(jīng)成為全球頭號(hào)健康殺手!吨袊难軋(bào)告2018》顯示,我國心血管患者數(shù)量為2.9億,其中心力衰竭患者為450萬,急性心力衰竭又是其中最為兇險(xiǎn)的一類。數(shù)據(jù)顯示,急性心力衰竭已經(jīng)成為我國65歲以上患者住院的主要原因。
在急性心力衰竭患者的救治中,體外人工心臟是一種必不可少的醫(yī)療設(shè)備,它作為一種中短期體外循環(huán)輔助設(shè)備,可以通過手術(shù),將患者與外部的生命支持系統(tǒng)連通在一起,作為急性心力衰竭的過渡治療,起到中短期替代患者心臟功能的作用,讓患者度過危險(xiǎn)期,快速康復(fù)。
正是由于體外人工心臟這種生命攸關(guān)的作用,使其獲得了與越來越多的關(guān)注。據(jù)美國市場(chǎng)研究公司Grand View Research的分析,2019年全球心室輔助裝置市場(chǎng)規(guī)模17億美元,未來的年復(fù)合增長將達(dá)到11.7%。
體外心臟醫(yī)療中關(guān)鍵的傳感器
眾所周知,心臟在維持人類生命中起到關(guān)鍵的基礎(chǔ)性作用,可以算是人體中最為“精密”的一個(gè)器官,因此想要用一個(gè)人工設(shè)備模擬并替代其工作,難度可想而知。這不僅與體外人工心臟這個(gè)醫(yī)療電子設(shè)備自身相關(guān),“接入”體外心臟并使其穩(wěn)定工作的整個(gè)手術(shù)過程也相當(dāng)重要。在整個(gè)手術(shù)和治療過程中,監(jiān)測(cè)“頸動(dòng)脈”脈搏壓力是非常關(guān)鍵的一環(huán),這需要一個(gè)精密的壓力傳感器對(duì)流經(jīng)頸動(dòng)脈腔體中的血液壓力進(jìn)行及時(shí)的測(cè)量,并將數(shù)據(jù)反饋給醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行參考并進(jìn)行針對(duì)性的醫(yī)療決策。
雖然壓力傳感器是傳感器大家族中最主要的一個(gè)細(xì)分門類,但能夠被用到體外人工心臟治療中,還是有相當(dāng)高的門檻——它既需要有足夠的測(cè)量精度,也需要滿足醫(yī)療電子可靠性的要求;侵入性的手術(shù)和檢查對(duì)元器件的小型化的要求也更為苛刻;同時(shí),它還要在易用性上有所專長,這樣才能讓醫(yī)護(hù)人員不至于分出額外的精力去對(duì)其進(jìn)行維護(hù)。
好消息是,近年來針對(duì)這一特殊的醫(yī)療應(yīng)用場(chǎng)景,傳感器廠商開展了卓有成效的研發(fā),比如TE Connectivity(以下簡(jiǎn)稱TE)推出的IntraSense系列壓力傳感器就是非常理想的選擇。
圖1:TE推出的適用于體外心臟治療的IntraSense系列壓力傳感器
由于采用了獨(dú)特的FEA輔助機(jī)電設(shè)計(jì)以及先進(jìn)的MEMS制造工藝,該傳感器具有很高的穩(wěn)定性,可以確保每小時(shí)低于3mmHg的偏置漂移。
該傳感器符合1-French管材,出廠前已進(jìn)行了導(dǎo)線預(yù)連接和預(yù)密封處理,非常適合對(duì)體積要求苛刻的應(yīng)用。
這一經(jīng)過校準(zhǔn)的傳感器使用中不需要外科醫(yī)師進(jìn)行調(diào)零或校準(zhǔn),在易用性具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
這些特性使得IntraSense系列壓力傳感器可以沿曲折的解剖組織靈活移動(dòng),在整個(gè)解剖空間內(nèi)直接進(jìn)行壓力測(cè)量,在顱內(nèi)壓力、子宮內(nèi)壓、血管內(nèi)壓以及腎壓的測(cè)量中都有用武之地。
讓好“心”用好“料”
不過,醫(yī)療電子畢竟是一個(gè)跨領(lǐng)域的學(xué)科,想讓IntraSense壓力傳感器這樣的好“料”為心臟外科的專業(yè)人士所了解和認(rèn)知,并能夠在現(xiàn)實(shí)的體外心臟治療中落地,中間還需要一個(gè)“橋梁”。安富利這樣的技術(shù)分銷商恰恰可以發(fā)揮出這樣的作用。作為醫(yī)療電子領(lǐng)域的一座“高峰”,一顆“好用”的體外人工心臟,少不了高精度、高可靠、小型化的電子“物料”作為基石。讓好“心”用上“好”料,盡可能減少從元器件選型到方案落地之間的風(fēng)險(xiǎn),加速整個(gè)研發(fā)進(jìn)程,進(jìn)而推動(dòng)整個(gè)醫(yī)療健康行業(yè)向“數(shù)智化”的未來加速前進(jìn)。
圖2:安富利與TE聯(lián)手展示創(chuàng)新的傳感技術(shù)及方案
在前不久舉辦的2020中國(上海)國際傳感器技術(shù)與應(yīng)用展覽會(huì)上,TE與合作伙伴安富利聯(lián)手展示了創(chuàng)新的傳感技術(shù)在更廣泛的物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。包括安富利的MaaXBoard明星單板機(jī),云x邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān),以及安全的高級(jí)應(yīng)用程序平臺(tái)Azure Sphere MT3620,為IoT解決方案的開發(fā)提供了便利。這也是TE和安富利等創(chuàng)新者的愿景!耙愿珳(zhǔn)的感知力加速智能未來”。

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