香港城市大学:一种基于组织刚度的皮肤疾病测量装置

【字体: 时间:2021年06月02日 来源:Nature Biomedical Engineering

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  由香港城市大学(CityU)的一名科学家共同领导的一个研究团队设计了一种简单的机电设备,可用于深层组织病理诊断,如牛皮癣,以自动化和非侵入性的方式。研究结果将为今后在皮肤癌和其他皮肤病的临床评价中应用奠定基础。

  

 

   

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图片:研究团队设计了一个简单的微型机电设备,用于高精度和实时评估深层组织刚度。


通过在皮肤上放置一块柔软的应变感应片,可能很快就能无创实时检测皮肤疾病。由香港城市大学(CityU)的一名科学家共同领导的一个研究团队设计了一种简单的机电设备,可用于深层组织病理诊断,如牛皮癣,以自动化和非侵入性的方式。该研究结果将为今后在皮肤癌和或皮肤疾病的临床评价中应用奠定基础。

这项研究由城大生物医学工程系助理教授于新阁博士和美国西北大学的科学家共同领导。他们的研究结果发表在科学杂志《自然生物医学工程》上,题为“Miniaturized electromechanical devices for the characterization of the biomechanics of deep tissue”。

机电系统能够精确、快速地测量人体软组织的硬度,可以为监测、诊断和治疗各种病理,特别是皮肤的病理提供有用的临床信息。然而,现有的诊断评估,例如磁共振弹性成像,通常涉及医院的大型仪器和训练有素的从业人员。而最新的基于传感的组织硬度测量技术只能测量到皮肤表层的深度,最高可达微米。

实时评估深层组织刚度的新装置

为了解决这一问题,研究团队设计了一种简单的微型机电设备,用于高精度、实时评估深层组织刚度。该团队使用一个微型电磁系统,集成了一个振动致动器和软strain-sensing表监控实时杨氏模量,即抗拉刚度、皮肤和其他软生物组织的深度约1到8毫米,根据传感器的设计。

该团队用一系列合成材料和生物材料评估了该设备的性能,如水凝胶、猪皮和人体皮肤的不同部位。由于皮肤弹性和水化程度的差异,这些病变比附近的皮肤表现出更高的硬度。这些简单的测量方法在快速识别和定位皮肤损伤方面具有潜在的临床意义,具有补充最近报道的检测组织表面力学特性(通常是微米级)的能力,”余博士解释说。他指出,癌症组织通常比正常组织更硬或更软,这种差异可以用作一系列皮肤疾病的诊断生物标志物,比如皮肤癌或皮下肿瘤。

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