傳感器作為物體的感覺器官，不僅在工業(yè)和電子設備上發(fā)揮重要作用，在醫(yī)療健康領域也扮演著重要角色。在新冠肺炎疫情防控過程中，傳感器的關鍵作用更是無法替代。為此，本報特約請傳感器領域有關專家、企業(yè)負責人針對傳感器在醫(yī)療領域的應用現狀及前景發(fā)表看法，以期未來在醫(yī)療設備中能見到更多國內傳感器的身影。

　　腦機接口(BCI)是新興的輔助設備，有朝一日可能會幫助大腦或脊柱受傷的人移動或交流。BCI 系統(tǒng)主要依賴植入的傳感器，這些傳感器記錄大腦中的電信號，并利用這些信號來驅動計算機或機器人假肢等外部設備。

　　目前，大多數 BCI 系統(tǒng)只是使用 1 個或 2 個傳感器對幾百個神經元進行采樣，但是神經科學家希望能夠從更大的腦細胞群中收集數據。現在，一支科研小組向未來 BCI 系統(tǒng)的概念邁出了關鍵一步：該系統(tǒng)采用獨立的、無線的微尺度神經傳感器的協(xié)調網絡，每個傳感器大約有一粒鹽大小，以記錄和刺激大腦活動。被稱為“neurograins”的傳感器獨立地記錄神經元發(fā)射的電脈沖，并將信號以無線方式發(fā)送到一個中央樞紐，由其協(xié)調和處理這些信號。

　　在2021年8月12日發(fā)表在《自然-電子學》上的一項研究中，該研究小組展示了使用近 50 個這樣的自主神經粒來記錄實驗鼠的神經活動。研究人員說，這些結果是朝著有朝一日能夠以細節(jié)記錄大腦信號的系統(tǒng)邁出的一步，從而對大腦如何工作有了新的認識，并為大腦或脊柱受傷的人提供新的療法。

　　布朗大學工程學院教授、該研究的資深作者 Arto Nurmikko 說：“腦機接口領域的巨大挑戰(zhàn)之一是如何探測大腦中盡可能多的點。到目前為止，大多數 BCI 都是單一的設備--有點像小針床。我們團隊的想法是將這種單體分解成微小的傳感器，可以分布在整個大腦皮層。這就是我們在這里所能證明的”。

　　該團隊包括來自布朗大學、貝勒大學、加州大學圣地亞哥分校和高通公司的專家，大約四年前開始了開發(fā)該系統(tǒng)的工作。隸屬于布朗大學卡尼腦科學研究所的 Nurmikko 說，挑戰(zhàn)是雙重的。第一部分需要將參與檢測、放大和傳輸神經信號的復雜電子裝置縮小到微小的硅神經粒芯片中。該團隊首先在計算機上設計和模擬電子器件，并經過幾次制造迭代來開發(fā)可操作的芯片。

　　第二個挑戰(zhàn)是開發(fā)接收這些微小芯片信號的體外通信樞紐。該裝置是一個薄薄的貼片，大約有拇指印大小，附著在頭骨外的頭皮上。它的工作方式就像一個微型蜂窩電話塔，采用一種網絡協(xié)議來協(xié)調來自神經腦的信號，每個神經腦都有自己的網絡地址。該貼片還以無線方式向神經元供電，這些神經元被設計為使用最少的電力來運作。

　　國內傳感器企業(yè)應該從此次疫情中調整思路，重視基礎器件的研發(fā)和人才的培養(yǎng)，發(fā)揮集團優(yōu)勢，帶動產業(yè)鏈上下游協(xié)同發(fā)展，為國內傳感器行業(yè)營造良好的發(fā)展環(huán)境。此時此刻，國內傳感器行業(yè)迫切需要行業(yè)組織發(fā)揮作用，聚焦各類應用場景，力爭培育出千億元級及以上的龍頭企業(yè)。

　　此外，傳感器在醫(yī)療領域的應用也日益豐富。無線傳感器網絡可對傳統(tǒng)醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)進行有效優(yōu)化，可以實時監(jiān)控患者狀態(tài)，醫(yī)用可穿戴設備中的多種傳感器可以收集人體血壓、血氧、體溫、心率、心電圖、呼吸等用于臨床觀察的各種體征信息，具有低負荷、可移動操作、使用簡便、支持無線數據傳輸等特點。無線傳感網絡可以與醫(yī)院信息系統(tǒng)相連，把每日所測得的數據錄入患者的生理參數數據庫之中，從而實現遠程醫(yī)療，減少醫(yī)護人員用工壓力和感染風險，診療效率高。