科學家研發出比紙張還薄的心臟健康監控器

　　近日，華人科學家、美國斯坦福大學化學工程系教授鮑哲南發明了一種厚度比一美元鈔票還薄、形狀為郵票大小的心臟監視器。這臺心臟監視器外形類似一塊人類皮膚，在使用時被特制的黏合劑粘在手腕上，即可幫助醫生發現動脈硬化等心血管問題。

　　據介紹，這臺設備在未來將可能被用于持續監測心臟健康狀態，并為醫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。

　　“脈搏能夠反映動脈和心臟的健康狀況。”鮑哲南告訴記者，她的實驗室致力于研發類皮膚材料。“傳感器越靈敏，醫生越能夠在早期發現疾病。”

　　將食指和中指按在手腕上，你就能發現脈搏的跳動。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律地跳動。

　　你所感受到的每一次脈搏，實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。第一次比較強烈的脈沖，由心臟泵出血液引起。不久之后，四肢給動脈系統發送一次反射波，進而形成第二次脈沖。

　　醫學專家可以利用脈搏中這兩次脈沖的相關數據，確定你心臟的健康狀態。

　　“例如，你可以利用兩次脈沖的頻率檢測出動脈的硬化程度。”該團隊成員、物理學家格雷戈爾?施戈瓦茨(Gregor Schwartz)說，“心臟狀況如果發生了改變，其波形也會隨之改變。幸運的是，利用這臺設備進行自我檢測后發現，我心臟的狀態還不錯。”

　　為了使這臺心臟監視器更加小巧、靈敏，鮑哲南團隊還在其中添加了一層含有細小金字塔堆的橡膠夾層。每個小金字塔堆只有數微米大，比人體紅細胞還要小。

　　當設備受到壓力時，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構也被改變。空間結構的改變進而導致電磁場和電流的改變，最終被設備所感應到。

　　在監視器上施加的壓力越大，金字塔堆形變也越大，進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。

　　當這些傳感器通過膠帶被黏附在某人手腕上時，就可以測量人體的脈搏。

　　同時，這種設備還可以靈敏地分辨脈搏中的兩次脈沖。當工程師們檢查該設備所輸出的波形時，他們還發現了傳統傳感器未能監測出來的“脈沖尾聲震動”。鮑哲南表示，她相信這種此前未被發現的震動，能夠用于未來的診療活動中。

　　醫生們通常會利用笨拙的傳感器來監測手術病人或剛服藥病人的心臟情況。但是，在未來的某一天，鮑哲南的這項發明將能夠測量另一項重要的生命指標。

　　“理論上，這種傳感器也可以測量血壓。”格雷戈爾?施戈瓦茨說，“在相關數據被統計出來之后，你就可以利用自己的脈搏信號來計算目前的血壓。”

　　這種非入侵式的監測心臟健康狀況的設備，將替代傳統的必須將儀器插入動脈的設備——血管置管。血管置管由于具有較高的感染風險，并不適用于新生兒或危重病人。因此，像鮑哲南的這項發明，將為醫生們收集心臟信息，特別是在新生兒手術過程中，提供一個更加安全的方法。

　　目前鮑哲南團隊正在與斯坦福大學的研究者一起，致力于研制一種細如發絲的裝置，以將這臺設備升級為完全的無線設備。進而，利用無線通信，醫生甚至可以僅利用手機，時刻獲知病人的心臟狀態。

　　“對于某些潛在心臟病患者來說，戴上這種設備可以時刻監視自己的心臟情況。”鮑哲南表示，“而且這種設備也不會干擾他們的正常生活，因為只是需要患者在身上貼上一小條繃帶。”