體外人工心臟：好“心”用好“料”！

2020-10-30 11:22

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展到今天，對一個病患有效的診療再也不是僅憑某個“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。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，心血管疾病已經(jīng)成為全球頭號健康殺手。《中國心血管報告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)美國市場研究公司Grand View Research的分析，2019年全球心室輔助裝置市場規(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”的一個器官，因此想要用一個人工設(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)定工作的整個手術(shù)過程也相當(dāng)重要。在整個手術(shù)和治療過程中，監(jiān)測“頸動脈”脈搏壓力是非常關(guān)鍵的一環(huán)，這需要一個精密的壓力傳感器對流經(jīng)頸動脈腔體中的血液壓力進(jìn)行及時的測量，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)和檢查對元器件的小型化的要求也更為苛刻；同時，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其進(jìn)行維護(hù)。

好消息是，近年來針對這一特殊的醫(yī)療應(yīng)用場景，傳感器廠商開展了卓有成效的研發(fā)，比如TE Connectivity（以下簡稱TE）推出的IntraSense系列壓力傳感器就是非常理想的選擇。

體外人工心臟：好“心”用好“料”！

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。

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，在整個解剖空間內(nèi)直接進(jìn)行壓力測量，在顱內(nèi)壓力、子宮內(nèi)壓、血管內(nèi)壓以及腎壓的測量中都有用武之地。

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“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，加速整個研發(fā)進(jìn)程，進(jìn)而推動整個醫(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邊緣計算網(wǎng)關(guān)，以及安全的高級應(yīng)用程序平臺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。“以更精準(zhǔn)的感知力加速智能未來”。