突破!超声波贴片助力持续无创血压监测

加州大学圣地亚哥分校的研究人员表示,研究团队开发出一款创新性的可穿戴超声波贴片,可持续无创监测血压。这款设备首次在超过100位患者身上完成了严格的临床测试,标志着该领域的一个重要进展。研究发现发布在《Nature Biomedical Engineering》上。




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持续无创血压读数



加州大学圣地亚哥分校开发的这款无创血压监测贴片具有以下特点和功能:


设计特点

该贴片由硅酮弹性体制成,这种材料柔软且有弹性,使得贴片能够舒适地贴合在皮肤表面。贴片大约有邮票大小,可以方便地粘附在皮肤上,尤其是前臂位置。


工作原理

贴片内置了一系列小型压电传感器,这些传感器安装在可伸缩的铜电极之间。压电传感器能够在受到电压激励时产生超声波。

这些压电传感器发射和接收超声波,通过追踪血管直径的变化来监测血压。当超声波从动脉血管壁反射回来时,传感器检测到这些回波,并将信号转换为血压读数。



无创监测

与传统的袖带式血压计相比,这种新型贴片可以提供连续的血压数据流,不仅限于单一时间点的血压值,而是能够捕捉到血压随时间变化的详细情况。


改进与提升
加州大学圣地亚哥分校提到,这款贴片是基于Shen Xu实验室设计的早期原型进一步开发的。在重新设计的过程中,研究人员进行了两项关键性的改进:

  • 将压电传感器紧密地排列在一起,这样的设计使得贴片能够更广泛地覆盖并针对较小的动脉,例如肱动脉和桡动脉,这对于精确监测血压至关重要。



  • 其次,增加了一个背衬层,减少传感器的多余振动,从而提高信号的清晰度和对动脉壁变化跟踪的准确性。
这款超声波贴片代表了无创血压监测技术的重大进步,它通过将超声波技术转移到可穿戴平台中,实现了对皮肤下方主要血管的持续、非侵入性检测。



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研究数据分析


加州大学圣地亚哥分校的研究团队进行了一项涉及117名受试者的研究,验证了这款新型可穿戴超声贴片的安全性和准确性。

在一系列测试中,有7名参与者在进行骑自行车、抬起手臂或腿部、心算、冥想、用餐以及饮用能量饮料等多种日常活动时佩戴了该贴片。此外,还有85名受试者在从坐姿变为站姿等姿势变化期间测试了贴片。



在所有这些测试中,贴片的监测结果与传统血压袖带的测量结果非常一致,显示出了良好的准确性和可靠性。这项研究的结果支持了该贴片作为一种非侵入性、连续血压监测设备的潜力。



研究人员在心导管实验室对21名患者以及在重症监护室对4名术后患者进行了观察,这些患者身上佩戴的贴片所提供的测量结果与动脉导管的测量结果一致。



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未来研发与试验计划


加州大学圣地亚哥分校的研究团队正致力于进一步发展这种可穿戴超声贴片技术。他们的下一步计划包括:

  • 大规模临床试验:团队正准备进行更广泛的临床试验,以验证贴片的安全性和准确性,并进一步评估其在实际医疗环境中的应用效果。

  • 集成机器学习:研究人员计划将机器学习技术集成到设备中,以提高其功能。机器学习可以帮助分析贴片收集的数据,提供更准确的监测结果,并可能预测健康趋势或识别异常情况。

  • 无线和电池供电版本:团队正在开发一种无线、电池供电版本的贴片,以便患者可以长时间使用,而不需要连接到外部电源或数据处理设备。

  • 与医院系统集成:研究人员还在努力确保这种无线贴片能够与现有的医院系统无缝集成,使其可以与医院的电子健康记录和其他监测设备协同工作,为医疗专业人员提供实时数据。

这些步骤显示了团队对于提高贴片技术实用性和普及性的承诺,以及他们对于改善患者护理和健康监测的长期目标。





文章来源:https://www.medicaldesignandoutsourcing.com/researchers-develop-ultrasound-blood-pressure-monitoring-patch/