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心血管疾病的致死率在全球范圍內不斷攀升，嚴重危害人類健康。就心力衰竭（簡稱心衰）而言，全世界約有2300萬患者，且每年新增患者200萬名。中國心衰患者約500萬，五年生存率＜50％。心衰是指由于心臟的收縮功能和（或）舒張功能發生障礙，心臟泵血不足而發生的呼吸困難、無力、疲勞、勞動力喪失等，導致患者生活質量低下并帶來沉重經濟負擔。心臟泵血能力的關鍵指標是心內壓力，如心房和心室壓力。心內壓是評估心臟功能的關鍵參數，對心衰患者具有重要的臨床意義。心內壓通常通過侵入性心臟導管插入術來監測，價格昂貴且難以實現實時連續的數據采集。在實際應用中，間歇性測量也可能引起偶發性癥狀的遺漏而導致誤診。因此，臨床上急需開發一種微創的、高靈敏度、低成本傳感器來實時監測心內壓，這在心血管疾病的診斷與治療領域有著重要的意義。 
隨著研究的不斷深入，并且根據臨床監測心內壓的實際需求，李舟與其合作者繼續推進微型化iTENG的研發，研制出能夠通過微創手術進入心腔內實時監測心內壓的自驅動心內壓傳感器（SEPS）。在研究工作中，SEPS結合導管入心腔，需實現器件的微型化，微型化勢必使得器件輸出性能大打折扣。因此，要實現具有高輸出、超靈敏度的微型iTENG，器件本身的研制就是一個不小的挑戰。基于以上要求，在構建SEPS器件的過程中，運用高壓電暈放電極化聚合物摩擦層，使得尺寸微型化的SEPS（1 cm × 0.5 cm × 0.1 cm）的最高輸出電壓達到6.2 V，比對照組高6倍。同時，研究者通過血液相容性、長效穩定性等實驗，證明SEPS有良好的生物安全性，具有長期植入體內工作的能力。此外，體外模擬實驗表明該器件對于壓力變化有著高靈敏度 (1.195 mV/mmHg) 和優異的線性度（R2=0.997）。 基于體外實驗的驗證結果， SEPS結合導管通過微創手術進入大型哺乳動物——豬的心腔。相比大創口的手術，微創手術切口約2 cm，有效降低了術后感染概率和恢復難度。通過該器件電壓輸出與壓強的線性關系，并使用心電圖和股動脈壓作為參照，SEPS進入心腔后實現了對心內壓的實時監測，對于心房內的較低壓力與心室內的較高壓力都有很好的測量效果。利用腎上腺素輔助加強心臟收縮與舒張后，置于心室和心房內的SEPS數據均實現了實時匹配。對比分析SEPS在左心室最大輸出值和股動脈壓最大值，兩者呈現良好的線性關系，符合臨床實際。此外，在動物實驗中偶發的心律失常事件，如早搏、室顫等，也被SEPS實時監測到。 綜上，該工作是首個基于TENG構建植入式心內壓監測器件的研究，進一步拓寬了基于iTENG的傳感器的應用場景——從體表、皮下和心包間隙延伸進入心腔，能夠獲取更深層次的生理信息。該研究具有向醫療器件發展的重要潛力，為微型化植入式自驅動醫療傳感器件的研究提供了新的思路。
最后推薦一款可以應用到植入式心內壓監測器件里的光纖傳感器，那就是由工采網從國外進口的光纖壓力傳感器 - FOP-M260，FOP-M260光纖壓力傳感器是專為醫療領域涉及的小體積，高精度的傳感器。完全抗電磁干擾且對人體完全本質安全。廣泛應用于心血管科、腸胃科、藥物學等醫療領域。 |
