传感器网络为医疗电子插上腾飞翅膀

传感器并非新产品，而是一种上市已有半个多世纪的老产品。但是，科研人员借助新开发的软件技术，将传感器采集到的信息通过无线方式传输到用户那里——这是近年来在国外兴起的“传感器网”（sensornet）新技术。基于传感器网技术的医疗器械在医院、家庭中有极为广泛的应用，它们将成为未来几年国际医疗器械市场上的热销产品。

拉近医患空间距离

通过传感器网技术，人们可在家中的电脑上实时观察到千里之外的尼亚加拉大瀑布的水量变化，牧民可在家里观察到他们饲养的牛群或羊群在野外吃草的情况，地质学家可在办公室里观察到地震、火山爆发等景象。在医疗器械行业，传感器网也有巨大的应用价值。例如，几乎80％的美国家庭拥有一台以上的家用电子诊断仪器（如电子血压仪、电子血糖仪等）。但是，问题在于，即使病人自己测得血压、血糖数据，他的医生仍无法及时获得第一手资料。

前不久，美国IBM公司与佛罗里达大学的研究人员携手合作，利用一只体积仅有黄豆般大小的嵌入式传感器和特殊软件使社区医院的医生足不出户就能及时了解到他负责的病人的血糖、血压情况。这种隐藏在电子血压仪、电子血糖仪里的传感器可将测得数据及时通过无线方式传输至医生的电脑中，这样就能使医护人员及时制定对症治疗措施。该新技术的另一优点是，利用传感器网可将远在千里之外的乡村医院的CT、MRI等电子诊断结果无线传输至大型医疗中心，以便专家进行会诊。这种通过嵌入式传感器与外界联系、最终在电脑上显示数据的特殊医疗器械，在国外又被称为“灵巧型医疗器械”（smartmedicaldevice）。这种产品就像插上了翅膀一样，使医生不论远近坐在办公室内就能及时了解病人的身体变化并指导治疗。

应用范围极为广泛

以下是国外已开发或正在开发中的若干只具有传感器网功能的新型医疗器械产品：

1.自动血氧量监测仪

一些头外伤、脑出血以及脑肿瘤等需及时进行颅脑手术,以便取出脑组织里的血肿或肿瘤组织，否则将危及病人生命。但是，大脑对缺氧非常敏感，如果在颅脑手术过程中出现脑供血不足使脑部缺氧达到一定程度，就会使病人脑组织受到永久性伤害。而手术医生在做颅脑手术时难以观察到病人脑组织的缺氧情况。美国Duke大学的研究人员不久前开发出一种血氧监测新产品，将其紧贴在病人额头表面，一旦在颅脑手术中病人脑组织出现缺氧状况，它会立即发出声光信号，提醒医生加大输血或输氧量。

2.通过眼球房水监测血糖的仪器

现在市售的电子血糖仪大多是由病人自己刺破手指取得血样进行血糖测定的。这对患者来说有一定麻烦。英国一家医疗器械公司最近开发出的一种传感器型血糖仪无需刺破手指就能测得病人的血糖情况。该仪器的工作原理是：利用光学传感器发出的670纳米波长的LED光线照射病人的眼球，通过测定病人眼球房水中的血糖情况就可测得其体内血糖情况，检测时间仅需5分钟。业内人士认为，这种无损伤血糖测定用光学传感器必将有广阔的市场前景。

3.血栓定位传感器

据临床医学研究报道，目前绝大多数中风病人属于缺血型中风，即脑血管中的栓子引起血液循环不畅而诱发中风。如果能找到一种简便易行的精确测定血栓位置的方法，就能使医生及时取出栓子，使脑部血流恢复畅通。美国NIR公司借助先进的传感器网技术开发出一种由激光二极管与螺旋状高分子聚合物制成的柔性记忆器械，将其插入颈动脉后利用CT精确定位即可取出栓子。研究人员采用该产品在实验动物身上成功取出了一个直径为3毫米的血栓。

4.灵巧绷带

很多发病时间较长的糖尿病患者会患糖尿病足，即足部因毛细血管坏死而发生严重溃疡。这是一种很难治疗的疾病。美国一家医疗器械开发机构发明了一种适用于糖尿病足使用的新产品——灵巧绷带。其奥秘在于在绷带里镶嵌有一粒体积纤小的传感器。医生通过传感器发出的无线信号能及时了解病人足部溃疡变化，如足部温度、湿度以及微生物繁殖情况等，从而及时采取对症措施。据介绍，这种灵巧型绷带中的传感器体积仅有一粒沙子大小，但其内部复杂的电子线路可确保信号及时传输。

5.监测致癌物质的纳米探针

生活环境中存在各种致癌物质，如苯并芘等。有些人天生对这些环境致癌物质高度敏感，他们体内的细胞因此更易受损伤从而诱发肿瘤。如果医生能事先测定病人体内细胞受环境致癌物的损伤程度并及时采取措施中止细胞恶变进程，就能从根本上预防恶性肿瘤的形成。

美国橡树岭国家科学研究所的科研人员不久前宣布说，他们已开发出一种新型传感器——纳米抗体表面涂膜细胞探针。它专用于监测病人体内细胞受环境化学致癌物（尤其是苯并芘和二口恶英）对细胞的损伤程度。这种纳米探针能发出10"100纳米的光，其通过抗体涂膜表面的光纤来测定细胞的损害程度，精确度极高。科学家认为，今后如能大规模推广这种纳米探针，就能大大改善恶性肿瘤发病率高的状况。