托木斯克理工大學(xué)的科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一種基于納米傳感器的硬件和軟件復(fù)合體，可用于測(cè)量心臟微電勢(shì)能量，而無(wú)需實(shí)時(shí)過(guò)濾和平均心動(dòng)周期。該設(shè)備可以記錄心肌細(xì)胞功能的早期異常，否則只能在進(jìn)行心臟直視手術(shù)或通過(guò)靜脈將電極插入心腔中時(shí)才能記錄。這種變化可能導(dǎo)致心臟性猝死(SCD)。如今，在俄羅斯和世界范圍內(nèi)的許多關(guān)鍵特性中，沒(méi)有什么可以替代Tomsk設(shè)備的。使用此設(shè)備進(jìn)行四年的心臟微電勢(shì)能量測(cè)量的研究結(jié)果以及志愿者的參與被發(fā)表在Measurement學(xué)術(shù)期刊上(IF：3,364; Q1)。
心臟永久產(chǎn)生電信號(hào)。這些電信號(hào)會(huì)引起心肌收縮，并幫助心臟起到泵的作用。根據(jù)這些脈沖的形式和持續(xù)時(shí)間，可以評(píng)估心臟的狀況。心電圖(ECG)是在各處使用的檢測(cè)電脈沖的主要方法。盡管如此，ECG現(xiàn)代設(shè)備已檢測(cè)到心肌，心肌的功能中已經(jīng)非常關(guān)鍵的變化。
“因此，當(dāng)仍然可以使用藥物而無(wú)需手術(shù)干預(yù)來(lái)恢復(fù)細(xì)胞功能時(shí)，人們就非常關(guān)注創(chuàng)建用于早期發(fā)現(xiàn)這些疾病的設(shè)備。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要記錄心臟微電勢(shì)，電脈沖由一個(gè)獨(dú)立的細(xì)胞發(fā)出的信號(hào)，這是一個(gè)如何實(shí)現(xiàn)其非侵入性的問(wèn)題，我們的研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)為此工作了很長(zhǎng)時(shí)間，因此，在我們的同事，醫(yī)生的共同努力下，我們共同開(kāi)發(fā)了一種硬件和軟件復(fù)雜。
其操作的核心原理類(lèi)似于ECG，但是我們更改了傳感器：我們用納米傳感器代替了傳統(tǒng)傳感器，并設(shè)法測(cè)量了納伏和微伏層的信號(hào)，而沒(méi)有在寬帶中進(jìn)行濾波和取平均值。納米傳感器的使用導(dǎo)致必須應(yīng)用原始電路解決方案，編寫(xiě)單獨(dú)的軟件。
最終，我們?cè)陟`敏度上有了很大的不同，”該項(xiàng)目的研究主管TPU醫(yī)學(xué)工程實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人Diana Avdeeva說(shuō)。
該綜合系統(tǒng)由一組傳感器，一個(gè)用于記錄來(lái)自傳感器的傳入信號(hào)的微型按鍵設(shè)備以及用于數(shù)據(jù)處理的軟件組成。使用常規(guī)的導(dǎo)電膠將傳感器固定在人的胸部上。監(jiān)視過(guò)程大約需要20分鐘。
傳統(tǒng)的ECG機(jī)器的工作頻率為0.05赫茲至150赫茲，而托木斯克科學(xué)家的設(shè)備工作的頻率則為10,000赫茲。
氯化銀電極通常用于記錄高質(zhì)量的ECG。我們的傳感器也是氯化銀電極，但是，我們使用了納米銀顆粒。每個(gè)傳感器中最多有16個(gè)由多孔陶瓷制成的薄板，銀納米顆粒被放置在這些孔中。一個(gè)傳感器中有數(shù)百萬(wàn)個(gè)粒子，其中每個(gè)粒子都是能夠增強(qiáng)心臟電場(chǎng)的氯化銀電極。銀和金的納米粒子能夠增強(qiáng)電磁場(chǎng)：可見(jiàn)光增強(qiáng)10,000倍，紅外輻射增強(qiáng)20倍。我們也拒絕使用濾波器來(lái)抑制網(wǎng)絡(luò)干擾和噪聲，這通常在常規(guī)ECG中使用，并且會(huì)嚴(yán)重扭曲微電勢(shì)。” Diana Avdeeva說(shuō)。
標(biāo)簽： 納米傳感器
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