毅说医话 | 带“传感器”的支架

当下，血管疾病是致死率很高的疾病。高血压、动脉粥样硬化和动脉瘤等疾病可以说遍布整个血管系统，直径从几毫米到几厘米。通过监测血压和流速及其他血流动力学参数可以跟踪疾病，而后开展治疗。

目前的血流动力学监测方法包括血管造影、磁共振成像、多普勒超声和导管插入术等，由于有限且重复的监测周期等，无法提供完整的血管健康视图。而连续的血流动力学监测已被证明可以改善患者的预后。

现有的设备由于包装体积和材料刚性等，只能提供有限的传感能力，且仅适用于心脏、腹部动脉瘤和肺动脉压力监测，且与其它动脉不兼容。

针对以上痛点，基于支架的系统将无线传感器连接到支架上的产品正在研究开发中。该产品将支架用作无线天线，传感器通过向外延伸的无线天线缝合在动脉外部，且对于导管兼容。

壹

该设备通过感应耦合进行无线操作，以提供对压力和流量的实时、同步监测，为检测各种血管状况提供了机会。

其中支架的加工工艺为常见的激光切割，传感器以柔性的方式与支架进行连接集成。该无线传感器与传统的支架植入程序兼容，在空气和血液中的读取距离分别为 5.5 厘米和 3.5 厘米，比现有的基于支架的设备的无线距离提高了两到三倍。

贰

该无线设备的核心点在支架和传感器的连接，涉及三种涂层技术，分别为电极底层，支架外层，以及最终的整体涂层（绝缘，生物响应性等），其中在支架涂层的工艺中，要选择可以减少整体电阻的材料和工艺。同时传感器需要表现出快速响应、高耐用性和小弯曲半径感应等性能。

对于支架结构，主要设计和制造挑战在不偏离典型支架机械性能的情况下提供足够的无线功能；而传感器则多要偏向结构化介电层，以来提高灵敏度和响应时间。该无线设备与导管部署兼容，包括可以通过引导导管和球囊扩张进行输送扩张。

在传感器放置时，在支架每一端放置一个，形成两个具有不同谐振频率的 LC 电路，其中共振振频率取决于压力。然而通过电容的有线监测和共振频率的无线监测来验证支架和传感器，然后得到所检测段的动脉压力、脉搏率和流量等参数。

叁

该产品的相关实验证明了多重传感对血流动力学的价值。然而对于小型化，灵活性，防干扰，弯曲等潜在风险和需求的把控，未来的研发需要在传感器封装，减少支架支柱和传感器厚度，并开发外部读取器等，以及内皮形成和炎症问题做长期研究。

总之，这种以“传感器+支架”结合的无线植入式检测系统，为血流动力学的全面监测提供了机会，甚至以后可以发展到例如应变、温度和生物标志物等其它方面。

作者简介

曹刚毅

曹刚毅，CCI四期学员，在介入医疗领域拥有多年研发和销售经验，涵盖结构，电生理，以及血管通路等产品，同时在各类医疗公众号平台累计发表百篇原创文章。

本期策划：沈雳

本文作者：曹刚毅

后期制作：凌武娟