新发明的膀胱传感器会向患者的智能手机发送"小便时间"警报

新发明的膀胱传感器会向患者的智能手机发送"小便时间"警报考虑到上面所说的和其他缺点，美国西北大学的一个科学家小组开始研发一种替代品。结果是，一个柔软、可拉伸、薄薄的应变仪传感器通过手术连接到了膀胱外部。事实上，膀胱器官上放置了多个这样的传感器，它们都与一个小型植入式"基站"硬连接，该基站装有电池、蓝牙模块和其他电子设备。当膀胱充满尿液并膨胀时，传感器也会随之拉伸（但不会影响其功能）。这将导致每个传感器产生应变信号，并将信号传输到基站。基站会将这些数据传输到患者智能手机上的一个应用程序，使他们能够跟踪自己的膀胱充盈情况--医生也可以远程访问这些信息。在对非人灵长类动物进行的测试中，该技术成功提供了长达八周的读数。科学家们目前正在研究一种刺激膀胱的方法，以诱导按需排尿。这样，当患者收到膀胱充盈警报时，他们只需前往最近的卫生间，就能正常排尿。与约翰-罗杰斯（JohnA.Rogers）教授和阿伦-夏尔马（ArunSharma）教授共同领导这项研究的吉列尔莫-阿米尔（GuillermoA.Ameer）教授说："这项工作是同类研究中首次按比例放大供人类使用。我们展示了这项技术潜在的长期功能。根据不同的使用情况，我们可以将该技术设计成永久性地留在体内，或者在病人完全康复后无害地溶解。"研究人员还在开发一种可生物降解的合成"膀胱补片"，并在其中植入患者自身的干细胞。设想是，一旦将补片植入患者功能障碍的膀胱，邻近的膀胱细胞就会迁移到补片中，最终使其成为健康的新膀胱组织。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425158.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1425158.htm

科研人员研发出可注射超凝胶超声传感器

科研人员研发出可注射超凝胶超声传感器一颗芝麻大小的传感器被注射到人体内后，就能及时、精确地把生理参数“告诉”医生。这是我国科研人员最新研发的可注射超凝胶超声传感器。相关研究成果日前以“面向颅内生理监测的可注射超声传感器”为题，发表在国际学术期刊《自然》上。据介绍，这款传感器由华中科技大学集成电路学院、武汉光电国家研究中心臧剑锋教授团队和华中科技大学同济医学院附属协和医院姜晓兵教授团队联合研发。“未来，这种传感器还可应用于人体其他部位，有望为临床智能诊疗带来全新的技术范式。”臧剑锋介绍，与现有商业化有线监测设备相比，可注射超凝胶超声传感器在安全、能耗、无热效应等方面有明显优势。（新华社）

AirPods 成为可穿戴脑机接口，从预防老年痴呆到成为 VR 传感器

AirPods成为可穿戴脑机接口，从预防老年痴呆到成为VR传感器加州大学圣地亚哥分校研究了一种可用于AirPods的外层柔性传感器，由于耳道靠近中枢神经系统，该传感器可以同时监测脑电波和乳酸浓度。脑状态和代谢物的监测是对早期疾病检测、健康监测、VR/AR应用产生重大影响的两个维度。耳朵靠近中枢神经系统、主要脉管系统和听觉皮层。该传感器除了可获取脑电图、眼电图、皮肤电活动、脉率和血氧饱和度等多个生理参数，还可以从多个外分泌汗腺分析重要代谢物。数据通过耳机无线传输，实时分析佩戴者的认知变化、压力、情绪，神经退行性疾病(如癫痫、阿尔茨海默症、帕金森)。加上传感器的电化学乳酸监测，还可区分全身性癫痫发作与心因性非癫痫和晕厥事件。https://www.nature.com/articles/s41551-023-01095-1投稿：@ZaiHuaBot频道：@TestFlightCN

比盐粒还小的微型芯片未来有望改变医学传感器技术

比盐粒还小的微型芯片未来有望改变医学传感器技术传感器网络的设计使芯片可以植入人体或集成到可穿戴设备中。每个亚毫米大小的硅传感器都模仿大脑神经元通过尖峰电活动进行交流的方式。传感器检测到特定的尖峰事件，然后利用无线电波实时无线传输数据，从而节省了能源和带宽。布朗大学博士后研究员、该研究的第一作者李继勋（JihunLee）说："我们的大脑以一种非常稀疏的方式工作。神经元不会一直发射。它们压缩数据，稀疏地发射，因此效率非常高。我们的无线通信方法就是在模仿这种结构。传感器不会一直发送数据--它们只会在需要时发送相关数据，就像短暂的电脉冲一样，而且它们能够独立于其他传感器发送数据，无需与中央接收器协调。通过这样做，我们可以节省大量能源，避免中央接收器中心被意义不大的数据淹没。"这种射频传输方案还使系统具有可扩展性，并解决了当前传感器通信网络的一个常见问题：它们必须完全同步才能正常工作。研究小组在《自然-电子学》（NatureElectronics）杂志上撰文，介绍了一种新颖的无线通信网络方法，这种网络可以从数千个微电子芯片中高效地传输、接收和解码数据，而每个芯片的大小都不超过一粒盐。图片来源：NickDentamaro/布朗大学研究人员说，这项工作标志着大规模无线传感器技术向前迈出了重要一步，有朝一日可能会帮助科学家们确定如何从这些小小的硅器件中收集和解读信息，特别是由于现代科技的发展，电子传感器已变得无处不在。布朗大学工程学院教授、该研究的资深作者阿尔托-努尔米科（ArtoNurmikko）说："我们生活在一个传感器的世界里。传感器无处不在。它们当然出现在我们的汽车里，出现在许多工作场所，而且越来越多地进入我们的家庭。对这些传感器来说，最苛刻的环境永远是人体内部。"因此，研究人员认为该系统有助于为下一代植入式和可穿戴式生物医学传感器奠定基础。医学界越来越需要高效、不显眼、不易察觉的微型设备，这些设备还能作为大型组合的一部分运行，以绘制整个相关区域的生理活动图。"李说："在实际开发这种基于尖峰的无线微传感器方面，这是一个里程碑。如果我们继续使用传统方法，就无法收集到这些应用在这类下一代系统中需要的高信道数据。"传感器所识别和传输的事件可以是特定的事件，如监测环境的变化，包括温度波动或某些物质的存在。传感器之所以能够使用如此少的能源，是因为外部收发器在传感器传输数据时为其提供无线供电，这意味着传感器只需在收发器发出的能量波范围内就能获得充电。这种无需插入电源或电池即可运行的能力使它们在许多不同的情况下都能方便、灵活地使用。研究小组在计算机上设计和模拟了复杂的电子器件，并通过多次制造迭代来制造传感器。这项工作建立在Nurmikko在布朗大学实验室先前研究的基础上，该研究推出了一种名为"神经粒"的新型神经接口系统。该系统使用一个由微型无线传感器组成的协调网络来记录和刺激大脑活动。"这些芯片是相当复杂的微型电子设备，我们花了一段时间才做到这一点，"隶属于布朗大学卡尼脑科学研究所的努尔米科说。"要定制操纵这些传感器电子特性的几种不同功能--它们基本上被挤压到硅片的几分之一毫米空间--所需的工作量和精力并不小。"研究人员展示了他们系统的效率，以及该系统的潜在扩展能力。他们使用实验室中的78个传感器对系统进行了测试，发现即使传感器在不同时间传输数据，也能准确无误地收集和发送数据。通过模拟，他们能够展示如何利用约8000个假定植入的传感器，解码从灵长类动物大脑中收集到的数据。研究人员表示，下一步工作包括优化系统以降低功耗，以及探索神经技术以外的更广泛应用。李说："目前的工作提供了一种方法，我们可以在此基础上进一步发展。"编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425147.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1425147.htm

新的石墨烯传感器可实现更好的脑机界面

新的石墨烯传感器可实现更好的脑机界面一个BMI通常由三个模块组成：一个外部感官刺激、一个传感接口和一个处理神经信号的单元。在这三个模块中，传感接口至关重要，因为它能检测到大脑最外层--大脑皮层产生的电活动，而大脑皮层负责更高层次的过程，包括运动功能。但视觉皮层才是大脑皮层中接收和处理从眼睛发出的信息的部分，它是依赖视觉刺激的BMI的关键。视觉皮层位于大脑的最后面的枕叶。脑电波是通过可植入或可穿戴的传感器获取的，如脑电图（EEG）电极。在后脑勺使用EEG电极和其他非侵入性生物传感器的问题是，这是一个通常被头发覆盖的区域。湿式传感器依靠在头皮和头发上使用导电凝胶，但这可能会导致传感器在个人行动时移动。干式传感器可以作为一种替代方法，但它们也有挑战；它们的导电性比湿式传感器差，而且，鉴于头部的圆形，它们可能会遇到保持充分接触的困难。悉尼科技大学（UTS）的研究人员通过开发一种含有石墨烯的干式生物传感器来解决这些问题，石墨烯是一种一原子厚的碳原子层，以六边形晶格排列，比人的头发薄1000倍，比钢强200倍。鉴于石墨烯的薄度和高导电性，它是创建干式生物传感器的最佳材料。它还能抗腐蚀和抗汗水的影响，使其非常适合在头部使用。研究人员发现，将石墨烯与硅结合在一起产生了一种更坚固的干式传感器。他们开发的传感器上的石墨烯层的厚度不到一纳米。该研究的通讯作者FrancescaIacopi说："通过使用尖端的石墨烯材料，结合硅，我们能够克服腐蚀、耐久性和皮肤接触阻力等问题，开发出可穿戴的干式传感器。"研究人员对不同的传感器图案进行了实验，包括正方形、六边形、柱子和圆点，并发现六边形图案的传感器产生了最低的皮肤阻抗。然后他们用BMI测试了他们的新传感器。六角形图案的传感器被放置在后脑勺的头皮上，以检测来自视觉皮层的脑电波，用户戴上显示白色方块的增强现实（AR）镜片。通过专注于一个特定的方块，产生的脑电波被生物传感器接收到。然后一个解码器将该信号翻译成命令。"我们的技术可以在两秒钟内发出至少九个指令，"该研究的共同作者Chin-TengLin说。"这意味着我们有九种不同的命令，操作者可以在该时间段内从这九种命令中选择一种。"澳大利亚陆军士兵对石墨烯传感器BMI进行了现实世界的测试，用它来控制一只四条腿的机器人狗。该设备允许免提指挥机器人，准确率高达94%。Iacopi说："这种免提、无声技术在实验室环境之外，随时随地都可以使用。它使控制台、键盘、触摸屏和手势识别等界面变得多余。"然而，研究人员不认为这是他们设计的最终迭代。还需要进一步的研究和测试，以便在总的可用石墨烯面积、适应头发存在的能力以及保持传感器与头皮接触的能力之间取得平衡。但这是朝着开发技术迈出的有希望的一步，该技术可能对残疾人操作轮椅或假肢大有好处，并在先进制造业、国防和航空航天领域有更广泛的应用。该研究发表在ACS应用纳米材料杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1350637.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1350637.htm

基于唾液的创新型葡萄糖传感器为糖尿病监测带来变革

基于唾液的创新型葡萄糖传感器为糖尿病监测带来变革卡塔赫纳科技大学的研究人员开发出一种可以测量唾液中葡萄糖水平的传感器，为糖尿病患者提供了一种监测血液中葡萄糖水平的替代方法。图片来源：©2023KAUST;AnastasiaSerin糖尿病是一种人体无法调节血糖水平的疾病。血糖水平升高会导致心血管疾病和其他病症，因此糖尿病患者必须将血糖维持在适度水平。传统上，糖尿病患者使用仪器监测血糖，这种仪器每天数次刺破手指分析一滴血。最近，植入式传感器可以提供连续的血糖监测，而无需令人不悦的针刺，但这些设备对较低血糖水平的准确性可能较低，而且未被批准用于儿童。托马斯-安托普洛斯教授和阿比纳夫-夏尔马（上图）目前正在开发一种晶体管传感器阵列，可以同时检测唾液中的多种代谢物。图片来源：©2023KAUST;AnastasiaSerin唾液作为血液检测的替代品检测唾液是监测葡萄糖的一种更方便的方法，因为唾液与血糖水平相关。然而，唾液中的葡萄糖浓度远低于血液中的葡萄糖浓度，因此，如果没有先进的实验室设备，就很难进行精确测量。现在，KAUST团队利用薄膜晶体管制造出了一种高灵敏度的葡萄糖检测器。团队成员阿比纳夫-夏尔马（AbhinavSharma）说，这些体积小、重量轻、功耗低的设备可以作为廉价的一次性传感器进行批量生产。"他说："以唾液为介质的易用无创葡萄糖测量装置可能会改变全球数百万患者的生活。设备如何工作晶体管包含氧化铟和氧化锌半导体薄层，上面有葡萄糖氧化酶。当唾液样本放在传感器上时，特定的酶会氧化其中存在的葡萄糖，生成D-葡萄糖酸内酯和过氧化氢。过氧化氢的电氧化作用产生电子，电子进入半导体层。这就改变了流经半导体的电流，而这种效应的大小表明了样品中的葡萄糖浓度。研究人员使用添加了不同量葡萄糖的人体唾液样本对他们的设备进行了测试，同时还分析了测试前空腹的志愿者的唾液（唾液中的葡萄糖水平可能与餐后血糖不相关）。他们发现，该设备在不到一分钟的时间内就能正确测量出各种葡萄糖浓度。最重要的是，唾液中的其他分子（包括果糖和蔗糖等糖类衍生物）并没有阻碍传感器的检测。虽然该装置的灵敏度会随着时间的推移而下降，但在室温下存放两周后仍能保持良好的性能。未来展望研究小组目前正在开发一种晶体管传感器阵列，可以同时检测唾液中的多种代谢物。领导该团队的托马斯-安托普洛斯说："开发可与智能手机集成的便携式传感器阵列是未来研究的一个潜在方向。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1381045.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1381045.htm