集成柔性传感器的射频消融针，可实时监测温度和压力
2021-10-30 10:26:02 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
射频消融针头上集成的传感器能够可靠地检测到蒸汽爆裂的发生，还能监测到组织中快速扩散的热蒸汽。预计通过使用针头上的柔性传感器可以检查接受射频消融手术的组织的各种特性。
据麦姆斯咨询报道，韩国科学技术研究院（Korea Advanced Institute of Science and Technology，KAIST）科研人员在射频消融（RFA）针上设计了一个薄膜型柔性聚合物传感器平台，以实时监测温度和压力。
注：射频消融是通过股动静脉、颈内静脉、锁骨下静脉的途径，把电极导管插入心脏，用电生理标测技术找到心脏内异常电传导通道或异位搏动点，利用大头导管顶端的电极在心肌组织内产生阻力性电热效应，使心肌细胞干燥坏死，达到治疗快速性心律失常的目的。
集成传感器的射频消融针示意图（来源：韩国科学技术研究院）
韩国科学技术研究院设计的柔性温度和压力传感器可集成到直径为1.5毫米的射频消融针头上，其功效也已在临床测试中得到验证。预计这些传感器将为更安全、更有效的医疗实践提供新机会。这项研究工作于8月5日作为卷首发布于Advanced Science期刊。
射频消融是一种微创手术，用于消除肿瘤和治疗心血管疾病。在射频消融手术过程中，消融区内部由于蒸汽压力增加，可能会发出一种人耳可听到的爆裂声，该现象被称为“蒸汽爆裂”。同时，这种现象被认为可引起邻近组织产生各种负面热效应和机械效应的原因。更重要的是，蒸汽爆裂与癌症复发之间的联系仍在研究中。
Inkyu Park教授说，射频消融针头上集成的传感器能够可靠地检测到蒸汽爆裂的发生，还能监测到组织中快速扩散的热蒸汽。预计通过使用针头上的柔性传感器可以检查接受射频消融手术的组织的各种特性。
“我们相信，集成的传感器可提供各种有关医疗步骤和伴随而来的人体内部环境变化的有用信息，并有利于开发更有效、更安全的射频消融手术操作流程。”Inkyu Park教授说。
Inkyu Park教授的研究团队利用微加工工艺，构建了厚度小于10微米的薄膜型柔性压力和温度传感器堆栈。针对压力传感器，该团队利用金属电极和碳纳米管聚合物涂层薄膜之间的接触电阻变化来检测压力。整个传感器阵列与医用导管完全绝缘，以最大限度地减少传感器材料与外部组织的接触，并最大限度地提高其生物相容性。
在临床试验中，研究团队发现，在蒸汽爆裂期间，积聚的热蒸汽突然释放，这些热蒸汽扩散到邻近组织，从而加速了消融过程。此外，使用原位超声成像和计算模拟，研究团队可以确定射频消融针周围不均匀的温度分布可能是造成蒸汽爆裂的主要原因之一。
Inkyu Park教授解释说，通过集成针对不同目标的各种物理和化学柔性传感器，可创建新型医疗设备和工业用具。
“这一成果将扩展当前柔性传感器技术的可用性和适用性。我们还尝试将传感器集成到直径为0.3毫米的针头上，用于体内诊断，并期望该方法可以应用于其它医疗和工业领域。”Inkyu Park教授补充道。
这项研究得到了韩国国家研究基金会（National Research Foundatio of Korea，NRF）的支持。
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