用于上气道软组织压力监测的导管式柔性压力传感阵列研究

目的本研究旨在开发一种基于导管的柔性压力传感阵列,用于上气道中软组织压力的持续监测,实现高分辨率的阻塞定位,为阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)的临床诊断和治疗提供帮助。方法选取直径2 mm柔性胃管作为基底,使用飞秒激光在管表面制作三维微结构,在微结构表面制作导电层并覆盖包绕具有导电层的柔性薄膜,构建柔性压阻式传感器。通过建立传感器的电学和力学模型探究其工作原理,利用体外模型测试平台评估器件基本性能。建立可逆的OSA小型猪模型,并通过金标准PSG和上气道CT对导管式柔性压力传感阵列在体内行压力监测与阻塞定位的可行性进行探究。结果传感阵列由10个传感单元组成,总长度约6 cm。仿真模拟显示目标压力范围内传感器电阻响应与压力近似线性关系。体外测试结果显示,传感器的灵敏度为38.1Ω/mm Hg,响应时间为660 ms,在200个循环中输出变化小于6%。在OSA小型猪模型中检测到的阻塞事件与PSG数据相符,阻塞定位与上气道CT显示的狭窄区域一致,且最大阻塞压力随时间的变化与上气道最小横截面积的变化趋势相符。结论本研究证明了基于导管的柔性压力传感阵列在长期、连续的上气道软组织压力监测方面的潜力,可实现高分辨率的阻塞定位,为OSA患者的精准诊断与个性化治疗奠定了基础。