用于术后血管并发症监测的植入式传感器

2023-06-30

生物医学传感与检测技术有哪些特殊要求

飞秒检测发现生物医学传感与检测技术的特点和要求有:
知识密集
设计、制作与应用传感器,涉及一系列的科学与技术。以化学传感器为例,设计敏感材料需要涉及量子化学、纳米科学等学科。合成这些材料需要熟悉超分子化学、主一客化学、分子筛化学、生物技术等。成膜技术需要理解表面化学、界面物理与分子组装技术。研制转换器件需要用到微纳电子技术、光电子技术以及精密机械加工技术等。

可靠性高
因为这类传感器的应用对象是人,必须万无一失。在美国这类传感器用于临床需经食品与药物管理局厅搏(FDA)正式批准,要求极为严格,需要证明长期使用对人体无害、无副作用,用以提供的监测数据应绝对可靠。测量体液的传感器应能抗体液的侵蚀并易于清洗,在体测量或植入式传感器应与组织有良好的生物相容性且能防止排斥反应,所有这些都要求生物医学传感器具有高稳定性、高可靠性。

工艺精细
高精度的传感器离不开精细的工艺,例如基于微纳电子集成技术制成的微纳传感器,需要特殊的半导体以及高分子聚合物的加工技术,能在长时间的浸泡中不产生渗漏与变形,敏感膜与器件表面的耦合需要精细的工艺,微纳电极的制备需要借助精密仪器,需要机械方法与化学方法的密切配合。一只好的传感器既是一项产品,也是一项工艺品。
发展的特点包括:
1) 床边监侧
通常的采样、送检到提出报告,最快的速度也需要半个小时以上,这对于争取时间抢救危重病人与做好外科手术等是极其不利的。针对上述问题,目前己开发了床边监测用亩枝传感器,床边监测用传感器应简单、坚固、结实、轻便、能连续或半连续运转,便于—般医护人员操作。

2) 无损飞秒检测
无损监则是病人最容易接受的监测方式,是当前生物医学传感技术中受到普遍关注的实际问题。目前取得的进展有经皮血气传感器无损监测血气(Po2、Pco2),利用非抽血测量(即通过抽负压使血液中的低分子渗出)传感血糖、尿素等。

3) 在体监测
在体监测,可以实时、定点、动态、长期观测休内所发生的生理病理过程。在体监测所提供的信息是无与伦比的。伴随着传感技术的进展出现了多种多样的在体监测技术:植入式传感器可将体内的信息发射或传送至体外;导管式传感器可连续传感血管内或心脏内的血气/离子。在体监测目前存在的主要问题是如何改进传感器与组织的相容性问题。

4)生物芯片和微流控技术
目前医院检验科配备的各种生化分析仪器,体积庞大,价格昂贵(以万美元计),绝大部分依赖进口。按照发展省钱的生物医学工程的构思,国内外都注意发展低投入,高产出的检验仪器,它具有价格低廉、操作与携带方便等优点,其性能价格比同类大型精密仪器高出—个数量级。早期诊断不能过多地寄希望于影像设备、生化变化发生在器质变化之前、生物医学传感器可实现对肿瘤标志物等疾病的快速检测。

5) 细胞内监测
细胞是人体的基本单位,人体的主要生理生化过程是在细胞内进行的,监测细胞内的离子事件与分子事件,已成为当前生命科学中的热点课题。监测离子事件的离子选择性微电极(Ca、K、Na、C1、Mg、Li等)技术已渐趋成熟,而监测分子事件的分子选择性微电极在开发之中。

6) 仿生传感器
人体是各种传感器芜集之处,这些人体传感器具有灵敏度高、选择性好、集成度高等待点,研制仿生传感器应是发展生物医学传感技术的重要方向。目前已研制出多种受体传感器、神经元传感器、仿神经元传感器。直接采用生物材料作生物传感器存在的主要问题是,脱离固有的微环境后,活性物质易失话,解决的主要途径是利用仿生化学人工修饰或合成敏感材料。

7) 智能人工脏器
智能人工胰腺的问世,为人工脏器的智能化提供了先例。一个脏器与其他的组织和器官之间保持着多方面的联系,现行的人工脏器,只赋予该脏器单一的功能,割断了原有脏器同其他组织器官的联系。装备了传感系统、微系统或分子系统的智能人工脏器可望保持正常脏器的全面功能。异体器官移植面临难以克服的排斥反应问题,在植入的异体器官上装备抗排斥反应的分子系统是解决这一难题的有效途径。

8) 基因飞秒检测
基因调控着细胞的活动和人的生老病死,基因探测被认为是当代生命科学的扮耐祥核心技术之一。基因探测目前采用传统的生化方法、基因探针。这些方法的缺点是操作繁复,效率低,研制DNA、RNA传感器是解决这些问题的有效途径,这些研究正在积极进行。

9) 分子脑研究
大脑活动的物质基础是以神经递质与神经调质为主的系列分子事件,监测这些分子事件是深化分子脑研究的重要手段。递质与调质的特点之一,由于其含量甚微(pg级),在体连续传感这些物质,难度是很大的。调控基因“from gene to protein”的研究是生命科学的核心问题之一。此外,分子系统中的传感器可以识别蛋白质,处理器可据以确定基因的结构(DNA序列),执行器可以对基因进行切割拼接,即分子系统可以调控基因,影响生命过程,干预生老病死。

10)人体监测传感器网络
在体监测,可以实时、定点、动态、长期观测休内所发生的生理病理过程。在体监测所提供的信息是无与伦比的。伴随着传感技术的进展出现了多种多样的在体监测技术:植入式传感器可将体内的信息发射或传送至体外;导管式传感器可连续传感血管内或心脏内的血气/离子。在体监测目前存在的主要问题是如何改进传感器与组织的相容性问题。

下面哪一项不是全脑血管造影术后并发症()

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人工晶体植入术后常见并发症有哪些?

白内障人工晶体植入术后常见并发症有浅前房、上皮植入前房、持续角膜水肿、前房和玻璃体积血、葡萄膜炎、化脓性眼内炎、青光眼、人工晶体位置异常、后囊膜混浊、视网膜并发症等。

(1)浅前房可由下列原因引起:①切口渗漏。切口渗漏常由于不良缝合、玻璃体嵌顿于切口、高眼压等原因引起。②脉络膜脱离。浆液性的脉络膜脱离常见于术后低眼压、浅前房,在术后7~10天仍不恢复者,一般脱离部位多在下方。大部分脉络膜脱离属于继发性,常因切口渗漏、炎症所致。③瞳孔阻滞。人工晶体植入术后如果虹膜渗出或与人工晶体发生粘连,同时未进行虹膜周边切除或切除口不通畅时,可发生瞳孔阻滞,此时,房水不能到达前房而积聚于后房内,引起眼压升高、浅前房。

(2)持续角膜水肿(大泡性角膜病变)是人工晶体术后严重并发症,其原因可为:①术前已存在角膜内皮病变或已作过眼内手术,有明显的角膜内皮细胞损害;②手术中过度损伤,包括机械性损伤和较长时间、较大量前房冲洗液的使用;③玻璃体、人工晶体与角膜接触、粘连或嵌顿于切口;④角膜与眼内组织粘连;⑤上皮植入和纤维内生;⑥后弹力层撕脱;⑦
青光眼;⑧葡萄膜炎;⑨化学性损伤。

(3)前房和玻璃体积血:人工晶体植入术后的前房积血多发生于术后3~7天,积血大多数来源于切口被损伤的血管和虹膜血管,来源于睫状体血管者较少见。此种术后切口的出血多由于原来已收缩的血管重新张开或切口轻度移位导致脆弱的血管断裂。玻璃体积血常因糖尿病、视网膜裂孔或低眼压所致。玻璃体积血也可来源于睫状体或虹膜周边切除口。少量玻璃体积血沉于眼内下部,并不影响视力,因而很少引起注意,大量玻璃体积血可影响术后视力并可引起血影细胞性青光眼。

(4)上皮植入前房:上皮植入前房分为虹膜珍珠肿、虹膜囊肿及上皮植入前房三种。以虹膜囊肿多见,上皮植入前房则最为严重。这是由于手术时结膜、角膜等处上皮细胞植入或内生而形成的上皮囊肿,患眼常伴有切口愈合不良、前房形成迟缓、虹膜和晶状体物质及玻璃体等嵌入切口。植入的上皮与虹膜或血管组织接触而增殖。上皮堵塞房角引起继发性青光眼。

(5)葡萄膜炎:人工晶体植入术后严重的葡萄膜炎多伴随着一些术后并发症,如眼内出血、玻璃体脱出、晶状体皮质残留、上皮植入和视网膜脱离等。术后葡萄膜炎也可能由于严重的手术创伤、伤口有组织嵌顿、某些全身性疾病、交感性眼炎等原因引起。如果植入质量较差的人工晶体,而且人工晶体又经常与虹膜接触,可引起后房型人工晶体极少见的UGH综合征,即葡萄膜炎合并前房积血和继发性青光眼。

(6)化脓性眼内炎:眼内炎是人工晶体植入术后最严重的并发症。最常见的感染源为手术野,其次为术者的手、术中用的器械、抽吸灌注管道和冲洗液、术后用的眼药水和眼药膏,手术室的空气和空调机亦会成为感染源。

(7)青光眼:人工晶体植入术后一般有短暂眼压升高过程,无需特殊处理。持续性的眼压升高主要见于术前已存在的青光眼、晶状体皮质残留过多、长期大量应用皮质类固醇、炎症、瞳孔阻滞、玻璃体睫状环阻滞、虹膜前粘连、眼内出血、上皮植入和纤维内生等。

(8)人工晶体位置异常:①瞳孔夹持,这是指虹膜滑到人工晶状体的光学面的后面,多发生于植入位置接近虹膜的人工晶状体。其成因尚不清楚,但术后瞳孔阻滞、切口渗漏、拱形的人工晶体及囊膜与虹膜间的粘连可以使人工晶体边缘突入瞳孔平面,诱发瞳孔夹持。人工晶体襻一个在囊袋内,一个在睫状沟亦易引起瞳孔夹持。此外,手术后早期持续强力药物散大瞳孔也是产生瞳孔夹持的一个因素。②“日落”综合征,指因下方悬韧带断裂或广泛的后囊膜破裂而使后房型人工晶体脱位进入玻璃腔,在上方瞳孔区可见人工晶体光学面的赤道部。③“日出”综合征,指人工晶体向上移位,其较大部分位于上方虹膜后,光学面的下缘可在瞳孔区见到。这主要由于人工晶体上襻不在囊袋内,而支撑人工晶体下襻的囊袋发生粘连收缩所致。④“挡风玻璃刮水器”综合征,指植入睫状沟的人工晶体太短,不能良好的在其内固定,人工晶体象钟摆样摆动。

(9)后囊膜混浊:后囊膜混浊是白内障囊外摘出术后常见的晚期并发症,术后3~5年内约有50%的成人发生此证,而儿童则无一幸免。这是由于赤道部残留的晶体上皮细胞沿着后囊膜广泛地移行、增殖所致。

(10)视网膜并发症:主要是黄斑囊样水肿和视网膜脱离。其病因不明,可能与炎症及玻璃体条索牵拉有关

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