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血液是人體的重要組成部分；因此，這種液體的流失，尤其是大量流失，可能會(huì)危及生命。為了保護(hù)身體免受失血事件的潛在破壞性影響，可以使用幾種血管機(jī)制和生物分子來(lái)產(chǎn)生血凝塊。

圖片來(lái)源：MattLphotography/Shutterstock.com

盡管血凝塊在預(yù)防失血方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，但血栓或栓子等特定血凝塊的發(fā)展可能會(huì)產(chǎn)生致命的影響。雖然血栓是在靜脈或動(dòng)脈內(nèi)形成的血凝塊，但這種凝塊從身體的一個(gè)位置到另一個(gè)位置的分離被稱為栓子。

血栓和栓子都可以阻止足夠的血液通過血管，從而降低氧氣到達(dá)這些組織的能力。心臟中一些具有臨床意義的血凝塊可導(dǎo)致包括深靜脈血栓形成、肺栓塞、腸系膜靜脈血栓形成、中風(fēng)和心臟病發(fā)作在內(nèi)的疾病。

目前預(yù)測(cè)血栓的方法

有幾種健康狀況會(huì)增加個(gè)體患潛在危險(xiǎn)血栓的風(fēng)險(xiǎn)。其中一些風(fēng)險(xiǎn)因素包括吸煙、肥胖、懷孕、因住院或生病而長(zhǎng)時(shí)間臥床、使用避孕藥或激素替代療法或癌癥。最近，SARS-CoV-2 (COVID-19) 也與增加受感染患者的靜脈血栓栓塞風(fēng)險(xiǎn)密切相關(guān)。

目前，臨床醫(yī)生將使用幾種類型的常規(guī)凝血測(cè)試 (CCT) 來(lái)監(jiān)測(cè)凝血時(shí)間、凝血率、纖維蛋白原、纖維蛋白溶解和血小板功能。盡管這些測(cè)試很有用，但它們通常很耗時(shí)，并且無(wú)法在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)提供結(jié)論性結(jié)果。

最近，研究人員報(bào)告說(shuō)，血凝塊可以通過高光譜成像和相干斷層掃描進(jìn)行光學(xué)檢測(cè)。盡管與這些高分辨率技術(shù)相關(guān)的靈敏度很高，但它們都需要大型設(shè)備，這些設(shè)備對(duì)于識(shí)別狹窄血管中發(fā)生的凝血并不理想。

血凝塊傳感器的進(jìn)步

傳感器技術(shù)行業(yè)取得的眾多進(jìn)步也支持了可用于臨床的各種凝血和凝塊傳感器的開發(fā)。這些傳感器監(jiān)測(cè)范圍廣泛的血液參數(shù)，有助于預(yù)測(cè)個(gè)體發(fā)生凝血事件和危及生命的出血的風(fēng)險(xiǎn)。

ClotChip&

2020 年 3 月，XaTek Inc. 的 ClotChip &技術(shù)獲得了美國(guó)食品和藥物管理局 (FDA) 的突破設(shè)備指定，該技術(shù)目前正在臨床試驗(yàn)中進(jìn)行測(cè)試。

ClotChip&是一種便攜式和便攜式設(shè)備，它利用介電光譜通過單滴全血樣本分析患者的止血情況。

更具體地說(shuō)，ClotChip& 將外部電場(chǎng)施加到一滴血上，然后通過測(cè)量生物樣本內(nèi)的阻抗來(lái)定量測(cè)量止血的非細(xì)胞方面，例如凝血因子和血小板異常的水平。總之，測(cè)量這些細(xì)胞和非細(xì)胞參數(shù)可以提供與患者血液凝結(jié)能力直接相關(guān)的信息。

將傳感器集成到 ECMO 機(jī)器中

盡管 ECMO 可以挽救生命，但它與多種風(fēng)險(xiǎn)和并發(fā)癥有關(guān)，包括可能出現(xiàn)在 ECMO 管壁內(nèi)并流入患者血液中的血栓。為了防止凝塊形成，臨床醫(yī)生通常會(huì)使用主題方法，例如每隔幾個(gè)小時(shí)沿著管子照射一盞燈以檢查凝塊的存在。但是，這些方法不可靠，并且可能無(wú)法檢測(cè)到較小的凝塊。

2020年底，來(lái)自皇家墨爾本理工學(xué)院（RMIT）的研究人員最近開發(fā)了一種可以直接集成到體外膜氧合（ECMO）機(jī)器中的傳感裝置。這種手持設(shè)備使用光線掃描 ECMO 管并快速識(shí)別凝塊的大小和形狀。

一種新型微型光學(xué)傳感器

在 2019 年的一項(xiàng)研究中，研究人員討論了一種微型光學(xué)傳感器的開發(fā)，該傳感器用于檢測(cè)存在于人工循環(huán)裝置（如血泵）中的血凝塊。該傳感器由三個(gè)發(fā)光二極管 (LED) 組成，它們?cè)试S發(fā)射的光被紅細(xì)胞 (RBC) 吸收和散射。

如果存在血凝塊，血凝塊內(nèi)的一些紅細(xì)胞會(huì)流出，而另一些會(huì)留在血凝塊中，導(dǎo)致局部血細(xì)胞比容水平發(fā)生變化。這些血細(xì)胞比容水平的變化會(huì)導(dǎo)致散射和吸收系數(shù)發(fā)生變化，傳感器的光電二極管 (PD) 發(fā)出的光強(qiáng)度也會(huì)發(fā)生變化。為此，該傳感器的第三個(gè)組件是互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體 (CMOS) 芯片，該芯片將檢測(cè)血液光學(xué)特性的任何變化，以協(xié)助識(shí)別血凝塊。