利用微气泡声学,检测血液氧气水平

【字体: 时间:2021年11月30日 来源:scitechdaily health

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  声学工具探测振动的微气泡,充当氧气传感器。

Blood Oxygen Levels and Acoustiscs

研究人员已经开发出微气泡来用声音检测血液中的氧气水平。

血液通过循环系统将氧气输送到肌肉和器官。声学工具可以在我们的血液中产生小气泡,能够随着氧气的变化而改变,并表示氧气水平。

在11月29日至12月3日举行的第181届美国声学学会会议上,来自达拉斯德克萨斯大学的Shashank Sirsi将讨论如何利用循环微气泡来测量氧气水平。

微气泡的直径小于百分之一毫米,可以通过将脂质或蛋白质与气体乳化而制成。当超声被应用时,微气泡的充气使其振荡和振动,散射能量并产生可以被临床超声扫描仪检测到的声学响应。它们通常用于医学成像,以提供组织更大的对比度。

血红蛋白是赋予红细胞标志性颜色的蛋白质,它会在微气泡周围形成稳定的外壳。然后,它继续发挥其典型的作用,绑定和释放血液中的氧气。

Sirsi和他的团队开发了微气泡来声学检测血液氧水平,因为微气泡壳会因对氧气的反应而改变结构血红蛋白。血红蛋白外壳在环绕气泡后持续对氧气作出反应,并已被优化以在生物循环中执行。

“当氧气与血红蛋白结合时,蛋白质的结构发生了变化,从而改变了其机械特性,”Sirsi说。“壳体的力学性能决定了气泡的声学响应,所以我们的假设是,当壳体变得更硬或更有弹性时,不同的声学响应可以被视为。”

初步结果显示,氧浓度与声泡响应之间有很强的相关性,突出了微泡作为氧气传感器的潜在用途。这种能力对医学和成像有很多好处,包括评估肿瘤和大脑中的缺氧区域。


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