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脊髓肿胀压力测试案例参考

2020.11.30

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1.用户单位


哥伦比亚大学医学院(UBC)所属的国际修复发现合作组织(the International Collaboration On Repair Discoveries ,以下简称ICORD),成立于1995年。该组织致力于发现和实施新颖的治疗方法,以改善脊髓损伤患者的临床治疗效果,让患者拥有独立生活能力,从而使他们的生活品质得到提高和改善。


2.业务挑战


临床医学研究表明,脊髓肿胀对神经性疾病的负面影响是真实存在且至关重要的。尽管人们对脊髓肿胀仍然有很多未解之谜,但是无论是在临床亦或者是动物模型上,生物医学工程师们仍持续的对脊髓肿胀展开深入研究。最近的研究结果显示,脊髓肿胀或许与脊髓组织的压力增加有关。基于此,哥伦比亚大学医学院(UBC)所属的国际修复发现合作组织(ICORD)开展了一项任务即评估使用光纤压力传感器量化脊髓肿胀的可行性。为了达到这一目标,他们必须精确测量脊髓内的压力。

然而,进行活体脊髓内压力测量的挑战是:光纤传感器能否在几个小时甚至几天内稳定测量,而不会漂移?插入动物体内的传感器是否可以设计成足够小的直径,以确保测量结果不失真,同时又足够坚固以确保读数可靠?

因此,传感器将是决定本次实验成功与否的关键工具。那挑选传感器有怎样的标准和要求呢?


l传感器的尺寸:

由于脊髓内压力测量是在活体动物身上进行,所以传感器需要直径小且微创。直径过大的传感器可能会通过损伤组织而引起肿胀,这会扭曲数据并导致错误的研究。同时,也需要保证传感器足够坚固,以避免由于动物移动造成的传感器损坏。


l传感器的硬度:

如果传感器不可靠或在实验过程中发生损坏,研究小组将面临重大后果:实验数据将失效,需要重新置入新的探头。此外,由于这类实验通常每年都有一次补贴和预算,实验的时间将不得不重新安排,过高的成本将限制研究小组的实验进展。


l传感器的信号:

由于在实验动物获取的数据最终被用于指导临床病人的治疗,所以实验过程中获取的数据稳定性和准确性尤为重要。需保证设备在连续几个小时或者数天,测量稳定,不会出现漂移(能够避免出现水介质中测试数据漂移的问题)。

 

如果这些挑战得不到解决,各种各样的负面后果都会对研究人员产生不利影响。幸运的是,FISO解决方案不仅解决了预期的问题,而且有助于实现并超过设定的目标。

 

3.FISO解决方案如何帮助客户实现并超越目标


经过多方面的寻找、测试、比较后,ICORD最终选择光纤压力传感器用于活体脊髓内压力测量。主要原因在于它们可以在正常体温状态下工作,电稳定性好,生物相容性高,体积小,并能抵抗恶劣的化学环境。

光纤压力传感器特点:

l 导管的工程学设计尽可能降低对侵入部位的创伤,同时可以保证平滑的插入导管。


l  光纤材质:光纤传感器可以保证在水溶液中,保持长时间的测试性能的稳定性,避免了其他材料出现的湿度干扰测试数据的现象。相对于不锈钢材质可以使导管保持更大的柔韧性以及保持形状记忆。


l 信号采集系统:数据分析软件可以使研究人员实时通过软件界面观察压力值,能够根据想要测量的数据数量调整校准频率,带宽,和任何其他可配置的参数。在获取大量复杂的实验数据后,可根据研究需要直接以text或者csv格式保存数据 或导出数据。


l  医用等级材质:Fiso光纤传感器由医用等级的成分制成,因此可以实现良好的生物相容性同时为研究人员的手术操作降低实验风险。


FISO提供坚固和灵活的光纤压力传感器,成功地被ICORD研究人员植入脊髓,并获得了可靠的数据。得益于FISO的定制解决方案,ICORD和UBC在脊髓损伤患者的诊断和治疗方面取得了进展。光纤压力传感器已被证明是研究脊髓肿胀的理想传感器。未来,ICORD的研究人员继续在他们的实验中使用这种光学解决方案。


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