多普勒超声波技术助力,低价手持设备实现快速准确注射

当医师治疗外伤病人时,每一秒都弥足珍贵。然而,擦伤、烧伤和其它物理情形经常令静脉难于被定位,也令给予挽救生命的药品或治疗方案难以施展。

美国乔治亚科技大学(Georgia Institute of Technology)的一组研究人员,包括机械工程学院的研究工程师Francois Guillot,正在开发一种价格低廉的手持设备,采用多普勒超声波技术来迅速发现静脉。

“深度和角度是血管探测的关键问题,”乔治亚技术研究院(GTRI)光电(EOSL)系统实验室项目领导Michael Gray表示,“即使你在皮肤表面定好了静脉,当你试图将针扎入到皮下组织时仍然容易错位。”

多普勒效应(Doppler Effect)是当电磁和声波与运动物体相互影响改变波长和频率时而产生的一种现象。例如,一把警察雷达枪向行驶的汽车发送微波信号,当信号反弹回来时,频率的改变提供了可用于决定汽车速度的量测指标。

除了声波被传输外,多普勒超声(Doppler ultrasound)与此也很类似。与静止的皮肤和组织相比,血液是流动的物质,因此从血管处反射回来的超声波具有与传输波不同的特性,提供了关于静脉位置的关键3维信息。

已申请专利的静脉探寻仪由两部分组成:一个可复用的部件,内置电子和信号处理元件,而一次性使用的的连接器箱支撑起一个反射器和针引导。针引导放置与由设备可复用部分内传感器发送的声波束平行。

当医师沿着病人的胳膊或腿移动该设备时,传感器就将一个细如铅笔芯的声束发射到发射器内。然后该反射器将超声波以微小角度引入到病人的皮肤下。该设备能决定血流的方向,将动脉与静脉区分开来。一旦设备探测到静脉,警报就被出发,医师就插入针头。

一旦系统被成功应用到人体,数据处理和电子将被小型化,集成到现场测试的原型内。研究人员预想最终产品大概是钢笔大小。

研究人员目前已开始在人体上采用该设备。