华中科技大学团队研发全球最小可注射超声传感器，登上Nature

华中科技大学团队研发全球最小可注射超声传感器，登上Nature

6月5日晚，华中科技大学集成电路学院、武汉光电国家研究中心臧剑锋教授团队与附属协和医院姜晓兵教授团队的最新联合研究成果登上国际顶尖期刊《自然》（Nature）。该研究题为“面向颅内生理监测的可注射超声传感器”（Injectable ultrasonic sensor for wireless monitoring of intracranial signals）。

研究团队开发的可注射超凝胶超声传感器，大小仅有2×2×2 mm³，如同芝麻一般。这种传感器采用先进的声学超材料技术，能够被安全注射进入人体内部。通过外部超声探头，医生可以无线监测颅内压力、温度、pH等生理参数变化。

图：臧剑锋教授和协和医院姜晓兵教授团队

图：臧剑锋教授团队正在监测数据

这种传感器的核心在于其独特的内部结构设计。研究人员在可降解水凝胶基质内部人工构筑了具有周期性排列的空气孔道结构。当外部环境如压力、温度、pH值等发生变化时，凝胶内部会产生微小形变，从而引起反射声波频率发生可测量的偏移。通过精确检测这种频率变化，即可获取颅内压力、温度、pH值以及血流流速等多种生理参数。

图：可注射超凝胶超声传感器

值得一提的是，这种传感器所采用的均为生物可降解聚合物材料，约1个月后就会在体内自行降解，无需再次开刀取出，不但减轻了患者痛苦更极大降低了感染风险。

与现有商业化有线监测设备相比，可注射超凝胶超声传感器甚至能够检测到人体微小的生理波动，如呼吸运动引起的细微颅压变化等，并在能耗、无热效应等方面表现出极大优势。未来，这种传感器还可应用于人体其他部位，有望为临床智能诊疗带来全新的技术范式。

论文信息：

• 第一作者：集成电路学院博士后唐瀚川、博士生杨月莹，协和医院博士生刘祯
• 通讯作者：臧剑锋、南洋理工大学陈晓东教授、协和医院姜晓兵教授
• 第一完成单位：集成电路学院

原文链接：https://m.thepaper.cn/newsDetail_forward_27644716