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作者 史湘綺 李傳福

隨著科技的飛速發(fā)展，醫(yī)學領域也迎來了革命性的進展。中國科學院北京納米能源與系統(tǒng)研究所的李舟研究員、北京航空航天大學醫(yī)學科學與工程學院的劉卓副教授，以及阜外醫(yī)院心律失常中心的華偉主任團隊，在《先進材料》雜志上發(fā)表了一項突破性研究成果——零偏置膠囊傳感器，為慢性心力衰竭的監(jiān)測和管理帶來了新的希望。

零偏置心臟監(jiān)測膠囊傳感器概述圖 圖源：《先進材料》

心力衰竭是一個全球性的挑戰(zhàn)，影響著全球約4500萬人。它不僅給患者帶來巨大的身體和心理壓力，還對醫(yī)療系統(tǒng)和經(jīng)濟造成了沉重的負擔。目前，超聲和多導聯(lián)心電監(jiān)護設備雖然能夠提供重要的心臟功能參數(shù)，但它們無法實現(xiàn)持續(xù)監(jiān)測，患者需要定期去醫(yī)院進行檢查，這無疑增加了醫(yī)療資源的消耗和患者的不便。

為了解決這一問題，中國科學家開發(fā)了一種基于摩擦電效應的零偏置心臟監(jiān)測膠囊傳感器。這種膠囊傳感器能夠感知心室的舒張和收縮過程，通過心臟活動帶動器件內(nèi)部結構發(fā)生相對摩擦產(chǎn)生電信號，直接且原位地反映心臟機械活動的變化，實現(xiàn)對心臟收縮力的連續(xù)監(jiān)測與評估。

零偏置膠囊傳感器的核心材料采用了納米自吸附方法增強電荷密度，顯著提升了摩擦電效應器件的力電轉(zhuǎn)換性能。這種材料的應用，為實現(xiàn)器件小型化協(xié)同高性能電學輸出提供了保障。

研究人員通過體外生物相容性實驗驗證了傳感器符合體內(nèi)植入要求，并在豬模型的右心室成功植入了零偏置膠囊傳感器。實驗結果表明，零偏置膠囊傳感器能夠成功捕捉到心臟收縮力的增強和減弱過程，即使是微小的位移也能產(chǎn)生足夠的電信號，滿足體內(nèi)監(jiān)測的實際需求。

零偏置膠囊傳感器的問世，不僅能夠監(jiān)測心臟收縮力的變化，還能夠檢測到由心律失常引起的局部心臟收縮力異常變化，如室性早搏和室性心動過速。這些信號可以無線傳輸至移動終端，實現(xiàn)對心臟狀態(tài)的實時監(jiān)測和分析，為臨床醫(yī)生提供了一個強有力的工具，以更早地診斷和干預心衰患者的病情。

隨著科技的不斷進步，我們可以期待，零偏置膠囊傳感器這樣的創(chuàng)新技術將為心臟病患者帶來更多的希望和更高質(zhì)量的生活。讓我們共同期待，未來的醫(yī)學領域能夠有更多的突破，為人類的健康保駕護航。