• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
17 апреля, 07:45
Елена Андреева
413

Датчик размером с монету «залез в голову» без операции

❋ 4.6

Группа ученых из США и Южной Кореи сконструировала высокоточную систему мониторинга внутричерепного давления. Для его измерения использовали миниатюрный датчик, который доставляется к поврежденному месту с помощью хирургического катетера, то есть без разрезов. Новый метод контроля давления поможет наблюдать за состоянием пациентов, получивших травму головы, а также в их лечении.

Датчик размером с монету «залез в голову» без операции – иллюстрация к материалу на Naked Science
Биосенсорная система, помещенная в катетер, достигает твердой мозговой оболочки и беспрепятственно там развертывается / © Jimin Lee et al.

Полученные людьми черепно-мозговые травмы в половине случаев, по статистике, приводят к осложнениям, инвалидности или даже смерти. Транспортные происшествия, падения, удары чреваты серьезными нарушениями здоровья. Множество патологических состояний сопровождается повышенным внутричерепным давлением, которое нужно непрерывно контролировать, чтобы не допустить критических ситуаций. Большинство современных клинически доступных методов измерения давления — инвазивные, как, например, внутрижелудочковые зонды.

Как отметили авторы нового исследования, подобные способы мониторинга не обеспечивают его долгосрочность и стабильность, поскольку выдают дискретные, а не непрерывные, данные, что вызывает сложности с калибровкой. Также есть риск неточного измерения и дрейфа нулевого сигнала в датчиках, то есть будет медленное систематическое или медленное хаотическое изменение выходного сигнала при неизменном входном. Самое главное: такие методы требуют хирургического вмешательства, а именно — проникновения внутрь черепной коробки, что повышает риск осложнений.

Минимально инвазивной альтернативой считается эндоваскулярный, или внутрисосудистый, подход. С помощью инструментов размером в несколько миллиметров через сосуды на конечностях хирурги, делая прокол и вводя катетер, получают доступ к сердцу, головному мозгу и другим органам по венам и артериям. Преимущества этого щадящего способа заключаются в меньшей кровопотере и более быстром восстановлении пострадавшего.

Команда ученых разработала эндоваскулярную биоэлектронную систему с интегрированным тонкопленочным датчиком. В качестве средства доставки использовали обычный стент, или трубку, форма которой поддерживается за счет встроенного каркаса из металлической сетки. В этот саморасширяющийся катетер встроили специально созданный ультратонкий наномембранный датчик размером меньше десятицентовика — самой маленькой как по толщине, так и по диаметру монеты, выпускаемой в США.

Инженерам было важно добиться не только миниатюрности устройства, но и точности передачи данных при высокой скорости их сбора. Платформу разработали для регистрации как статических, так и динамических изменений давления, включая пульсирующие колебания, с высокой чувствительностью. Интеграция датчика обеспечивает стабильное долгосрочное позиционирование в дуральном венозном синусе головного мозга, что позволяет вести непрерывный мониторинг без использования сложных беспроводных систем или частой повторной калибровки.

Тестовые испытания показали высокую чувствительность датчика и точность собранных данных об изменениях внутричерепного давления / © Jimin Lee et al.

Серии испытаний in vitro и in vivo показали высокую чувствительность датчика — 0,052% миллиметра ртутного столба и широкий считываемый диапазон давления от трех до 30 миллиметров ртутного столба. При этом сохранялась производительность без калибровки и дрейфа нуля. Статистический анализ подтвердил соответствие между устройством и клиническим эталоном, что потенциально позволит найти ему более широкое применение для минимизации рисков осложнений и лечения пациентов в отделениях нейрохирургии.

Научная работа опубликована в журнале Advanced Healthcare Materials.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Автор специализируется на материалах по психологии, социологии и другим гуманитарным дисциплинам. Исследует мотивацию, восприятие, коммуникацию и механизмы коллективного поведения.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
18 июля, 12:44
ПНИПУ

Борщевик занимает почти 300 тысяч гектаров в 39 регионах России. Известно о 12 нижегородцах, восьми петербуржцах и двух москвичах, пострадавших от вредителя этим летом. У некоторых ожоги составляют от 30 до 80% тела. На этой неделе Госдума приняла закон и обязала землевладельцев бороться с этим опасным растением. Но, помимо борщевика, есть и другие часто встречающиеся и почти настолько же токсичные представители флоры, о которых мы почти ничего не знаем. Ученые Пермского Политеха рассказали, можно ли прикасаться к борщевику ночью, как безобидный ландыш может привести к летальному исходу, а чистотел к отказу почек, и что будет если съесть мед, собранный с ядовитых растений.

17 июля, 18:11
Юлия Тарасова

Новое исследование показало, что реакция псов на объекты и звуки с ТВ-экранов варьируется в зависимости от характера и психологических особенностей питомцев. По мнению специалистов, знание этих деталей может пригодиться при разработке коррекционных программ для собак с проблемным поведением.

18 июля, 11:48
Юлия Тарасова

Не секрет, что занятия спортом под музыку приятнее и помогают повысить продуктивность тренировок. В новом исследовании итальянские ученые на примере силовых упражнений показали, какая именно музыка лучше подходит для таких целей.

12 июля, 22:10
Редакция Naked Science

Лето 2025 обещает насыщенную линейку научно-фантастических сериалов на ведущих стриминговых платформах. От адаптаций культовых романов до масштабных космических одиссей — мы отобрали проекты, на которые стоит обратить внимание.

15 июля, 12:45
ПНИПУ

В условиях отсутствия связи (шахты, горы, тайга) критически важна надежная передача данных. Ученые Пермского Политеха разработали цифровую радиостанцию, устойчивую к помехам и физическим препятствиям, включая бетонные стены. Устройство передает данные в двух сетях MANET одновременно, обеспечивая скорость до 300 кбит/с (низкоскоростной канал) и 54 Мбит/с (высокоскоростной). Рация работает как ретранслятор и узел сети, что делает ее незаменимой для спасателей, промышленности и туристов. Ключевые преимущества разработки: помехоустойчивость, дальность связи до 30 километров и работа при -25°C до +55 градусов Цельсия.

15 июля, 11:00
НИУ ВШЭ

В Институте искусственного интеллекта и цифровых наук ФКН НИУ ВШЭ предложили новый подход, основанный на современных методах машинного обучения, для определения генетического происхождения человека. Графовые нейросети позволяют с высокой точностью различать даже очень близкие популяции.

25 июня, 15:19
ФизТех

Группа российских ученых из Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и МФТИ провела детальное численное исследование источников шума, генерируемых крылом прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Эта работа, сочетающая передовые методы вычислительной гидродинамики и аэроакустики, впервые позволила с высокой точностью локализовать и охарактеризовать основные зоны шумообразования вблизи полноразмерной геометрии крыла модели прототипа сверхзвукового пассажирского самолета в посадочной конфигурации.

2 июля, 11:17
Юлия Тарасова

Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.

12 июля, 22:10
Редакция Naked Science

Лето 2025 обещает насыщенную линейку научно-фантастических сериалов на ведущих стриминговых платформах. От адаптаций культовых романов до масштабных космических одиссей — мы отобрали проекты, на которые стоит обратить внимание.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно