Wireless implant detects oxygen deep within the body

在旧金山加州大学的医生合作中创建的技术也为创建各种小型化传感器的方式铺平了道路，该传感器可以跟踪体内的其他关键生物化学标志物，例如pH或二氧化碳。这些传感器可能有一天可以为医生提供微创方法监测功能中的生物化学器官and tissues.

“在UC Berkeley和Chan Zuckerberg BioHub调查员的电气工程和计算机科学教授Michel Maharbiz非常困难。”“该设备演示了如何，使用超声技术耦合与非常巧妙的集成电路设计，可以创建复杂的植入这很深入组织，从器官中获取数据。“

氧气是一个关键的组件har细胞的能力ness energy from the food that we eat, and nearly all tissues in the body require a steady supply in order to survive. Most methods for measuring tissue oxygenation can only provide information about what is happening near the surface of the body. That is because these methods rely on electromagnetic waves, such as infrared light, which can only penetrate a few centimeters into skin or organ tissue. While there are types of magnetic resonance imaging that can provide information about deep tissue oxygenation, they require long scanning times, and so are unable to provide data in real-time.

自2013年以来，Maharbiz一直在设计小型化植入物，该植入物使用超声波与外界无线通信。Ultrasonic波浪，它们是人耳检测的频率太高的声音，可以通过体内无害地行驶，而不是电磁波的更长的距离，并且已经是医学中超声成像技术的基础。这种设备的一个例子是刺激的，与UC Berkeley Electorment和Computer Sciences助理教授Rikky Muller合作设计，可以检测和刺激身体的电神经烧制。

Soner Sonmezoglo是UC Berkeley工程工程博士后研究员，努力扩大植入物的能力，包括氧气传感。涉及将LED光源和光学检测器集成到微小设备中的氧传感器，以及设计更复杂的电子控制装置以运行和读出传感器。该团队通过监测活羊肌内的氧气水平来测试该设备。

Sonmezoglu指出这种类型的氧传感器与用于测量血液中的氧饱和度的脉搏血管计不同。虽然脉搏血氧计测量血液中的血红蛋白的比例，但新装置能够直接测量组织中的氧气量。

“该装置的一个潜在应用是监测器官移植，因为在器官移植后的几个月里，可能发生血管并发症，这些并发症可能导致移植物功能障碍，”Sonmezoglu说。“也可用于测量肿瘤缺氧，也可以帮助医生指导癌症放射治疗。”

研究共同作者Jeffrey Fineman和Emin Maltepe，他们都是UCSF的儿科医生，以及儿科药物和设备开发的倡议，因为它涉及其对早产儿的职业发展和关怀的潜力。

“在早产儿，例如，我们经常需要提供补充氧，但没有可靠的组织读数氧气浓度，”马耳他说。“此设备的进一步小型化版本可以帮助我们更好地在强化护理苗圃环境中管理早产儿中的氧气暴露，并帮助尽量减少过度氧暴露的一些负面后果，例如早产或慢性肺病的视网膜病变。”

Sonmezoglu可以进一步改善该技术，通过将传感器容纳，使其在身体中的长期生存。进一步小型化该装置还将简化植入过程，目前需要手术。此外，他说，传感器中的光学平台可以容易地适应体内的其他生物化学。

“通过改变我们为氧气传感器构建的该平台，您可以修改设备以测量，例如pH，反应性氧物质，葡萄糖或二氧化碳，”Sonmezoglu说。“此外，如果我们可以修改包装以使其更小，可以想象能够用针或通过腹腔镜手术注入身体，使植入甚至更容易。”

该研究发表于自然生物技术。