可拉伸超声贴片监测血流

加州大学圣地亚哥分校开发的这种新型超声波贴片可以持续实时监测血流量、血压和心脏功能。佩戴这样的设备可以更容易地识别心血管问题的发作。

由加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院纳米工程教授徐晟(音)领导的团队在《科学》杂志上发表的一篇论文中报道了这一补丁自然生物医学工程．

这种贴片可以戴在颈部或胸部，可以准确、无创地感知和测量深至体内14厘米的心血管信号。

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徐在一份声明中说:“这种类型的可穿戴设备可以让你更全面、更准确地了解深层组织和心脏、大脑等关键器官的情况，所有这些都来自皮肤表面。”

“对于可穿戴电子设备来说，在这样的深度感知信号是极具挑战性的。然而，这是身体最关键的信号和中央器官被埋藏的地方，”徐氏实验室前纳米工程研究生、该研究的共同第一作者王崇和说。“我们设计了一种可穿戴设备，可以穿透如此深的组织深度，并在皮肤深处感知这些重要信号。这项技术可以为医疗保健领域提供新的见解。”

根据加州大学圣地亚哥分校的说法，这种贴片由一层柔韧、可拉伸的聚合物薄片组成，可以附着在皮肤上。贴片上嵌入了一组毫米大小的超声波换能器，这些换能器由计算机单独控制，可以使贴片更深入更宽。

相控阵据说提供两种主要的操作模式。在一种模式下，所有的换能器可以同步一起发射超声波，从而产生高强度的超声波束，聚焦在一个深达14厘米的点上。在另一种模式下，换能器可以被编程为不同步传输，从而产生可以转向不同角度的超声波光束。

“通过相控阵技术，我们可以以我们想要的方式操纵超声波束，”加州大学圣地亚哥分校纳米工程博士生林慕阳(Muyang Lin)说，他也是这项研究的共同第一作者。“这使我们的设备具有多种功能:以高分辨率监测中央器官和血液流动。仅使用一个传感器是不可能实现的。”

相控阵由12 × 12的超声波换能器网格组成。当超声波穿透主要血管时，它们会遇到内部流动的红细胞的运动。这种运动改变了超声波反射回贴片的方式。这种反射信号的变化被贴片捕捉到，并用于创建血流的视觉记录。同样的机制也可以用来创造心脏壁的动态图像。

研究人员警告说，这种贴片在商业化前还有很长的路要走;它需要连接电源和台式机器才能工作。徐的团队正致力于将电子设备集成到贴片上，使其无线化。