面向便携式凝血仪的双模式声表面波血液黏度传感器:围手术期、床旁、院外急救与家庭多场景应用探索

姓名: 马源

医院(或学校): 兰州大学

论文类别: 医学发明创新与推广

科室: 第一临床医学院

论文摘要: 目的 围术期出血与血栓风险评估离不开对凝血过程与血液黏度的及时监测。现有方法样本量较大、流程偏复杂、出结果慢,难以覆盖手术室、ICU床旁、院外急救与家庭随访等场景。为此,我们研发基于双模式声表面波(SAW)的血液黏度传感与检测系统,并以微机电系统(MEMS)实现小型化封装,定位“便携式凝血仪”,在少量全血下快速获得可解读的黏度读数与趋势,辅助输血、抗凝/逆转与围术期决策。 方法 本系统在同一芯片上并行采集两类表面波响应,覆盖从低到高的黏度区间:其一对早期细微变化敏感,利于识别液态向凝胶过渡;其二在宽黏度范围内读数稳定,便于追踪至血块形成。配合 MEMS 工艺,将样本通道与微型储液区整合于一次性耗材,微升级全血即可检测。信号处理采用“双通道融合”:分别提取两类波形关键指标,按权重合成并温度补偿,输出单一、直观的黏度值与趋势。整机便携、可电池供电,适配麻醉与重症床旁推车,也用于院前救治与出院后随访。 结果 在模拟与实验验证中,系统以“微量样本、快速读数、全过程覆盖、易融入流程、便携可达”的综合表现满足临床一线需求。微升级全血即可上样,减少采血与复测负担;上样后短时间内给出读数与趋势,适配围术期“关键5–10分钟”窗口。双模式协同使早期细微变化更易捕捉,同时在黏度升高阶段保持近线性可读,从而连续覆盖“流体、凝胶、血块”的演变。一次性耗材与芯片级封装降低清洁和维护复杂度,触控界面便于在择期/急诊、体外循环前后、抗凝或逆转用药调整、失血与补液管理等节点快速复测。小体积、低功耗与电池供电有利于OR/ICU与转运使用,并可延伸至院外急救和家庭随访(与临床路径配套)。设备预留与常规凝血指标(PT/INR、APTT、纤维蛋白原、血小板计数等)的对照与科室级质控接口,便于纳入既有质评体系并推进多中心一致性评估与阈值标定。 结论 该双模式 SAW 血液黏度检测系统以“微量样本、快速读数、全过程覆盖”为特征,契合“便携式凝血仪”的临床需求:在手术室与ICU床旁可缩短等待时间、辅助输血与抗凝/逆转策略;在院外急救提供补充的凝血动力学信息;在家庭场景支持部分慢病与高风险人群随访。其小型化与低维护成本有助于在更多护理单元下沉部署。后续将与常规检验及床旁方法开展系统比对,建立基于疾病场景的报警与分层策略,并推进多中心临床评价与注册转化,把“快速、少量、可移动”的凝血监测带到临床一线。