成功记录脑信号 医学领域越来越离不开传感器
- 2022/1/20 17:26:51 13195
- 来源：仪表网
【仪表网 仪表产业】导读：一个由工程师、外科医生和医学研究人员组成的团队发布了来自人类和大鼠的数据，证明一种新的大脑传感器阵列可直接从人脑表面记录电信号，并实现破纪录的细节处理。该大脑传感器具有密集网格，由1024或2048个嵌入式皮质电图(ECoG)传感器组成。如果获准用于临床，传感器将直接从大脑皮层表面为外科医生提供大脑信号信息，且分辨率比目前可用的高100倍。
人的大脑总是在运动，例如，随着每一次心跳，大脑会随着流过它脉动的血液而发生活动。从直接放置在大脑表面的传感器网格记录大脑活动，已经被外科医生普遍用作一种工具，用来切除脑肿瘤和治疗对药物或其他药物无反应的癫痫症。
此次新研究提供了广泛的同行评审数据，证明具有1024或2048个传感器的网格可用于可靠地记录和处理直接来自人类和大鼠大脑表面的电信号。相比之下，当今手术中常用的ECoG网格通常具有16到64个传感器。
能够以如此高分辨率记录脑信号，可提高外科医生尽可能多地切除脑肿瘤的能力，同时最大限度地减少对健康脑组织的损害。对于癫痫，更高分辨率的脑信号记录能力可提高外科医生精确识别癫痫发作起源的大脑区域的能力，这样就可在不接触附近未参与癫痫发作的大脑区域的情况下移除这些区域。通过这种方式，这些高分辨率网格可以增强正常功能脑组织的保存。
研究团队表示，此次能以更高的分辨率记录大脑信号，归因于他们能够将单个传感器放置得更靠近彼此，而不会在附近的传感器之间产生干扰。例如，该团队的3厘米×3厘米网格和1024个传感器直接记录了19名志愿者的脑组织信号。在这种网格配置中，传感器彼此相距一毫米。相比之下，已经批准用于临床的ECoG网格通常具有相距1厘米的传感器。这为新网格提供了每单位面积100个传感器，而临床使用的网格每单位面积1个传感器。
传感器作为物体的感觉器官，不仅在工业和电子设备上发挥重要作用，在医疗健康领域也扮演着重要角色。在疫情防控过程中，传感器的关键作用更是无法替代。
从技术角度看，除了生物传感器成熟度较低外，国内在其他传感器方面已经具备开发能力，但是大多数厂家都是集成商，不具备核心器件研发能力，少数具备能力的单位又不会同时满足各类传感器研发要求。因此，需要培育几家高水平的掌握核心技术的行业内专业的领军企业。生物传感器需要开展前沿研究，与医学结合跨界融合会是一个新的经济增长点。另外，由于市场规模太小无法撑起GDP，作为一个初创公司，2到3年是不会有收益的，这导致有些冷门应用、市场规模偏小的传感器专业、基础材料专业，没有企业愿意潜下心来专心开展研究，如这次疫情用到的红外测温设备中的热电堆红外传感器的基础技术研发。
在中国传感器企业遭受一段时间无法正常开工的打击的同时，用于抗击疫情的有关连续监测体温、机器人护理和心理看护等的传感器产品，迎来深入发展的机会。另外，因为本次疫情，人们期待能检测空气中病毒的新型传感器的出现，希望能及时预警各种风险，除了给出PM2.5值的多少以外，还能监测出感冒病毒、冠状病毒等。与此同时，对于已有的测温传感器市场，在测温计大量使用的现在，能够获得以往几十倍的使用反馈，扩大的使用群体能为企业改良产品性能起到很大作用，进一步推动企业研发出更好的传感器产品。
资料来源：中国电子报、科技日报
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