利用光监测血压和跟踪癌症治疗进展
这看起来不像一个典型的血压监测仪，但它确实是。这种设备是由波士顿大学的Darren Roblyer的光学技术实验室设计和制造的，它使用光来跟踪血压，而不是标准的——有时是不舒服的——袖带。
利用光监测血压和跟踪癌症治疗进展
了解光如何与活细胞和组织相互作用是波士顿大学工程师Darren Roblyer的医疗设备发明的基础，它可以开辟一种监测健康的全新方式
这里有一个实验：打开你手机的手电筒，把你的指尖放在一小束光上。你看到了什么？你的手指被照亮了，但光线并没有完全穿过。你看到的是所谓的漫射光，这是构成你手指的所有细胞和分子在瞬间吸收并散射稳定光束时发生的现象。
波士顿大学工程学院生物医学工程副教授Darren Roblyer解释说：“光的方向改变了数百万次，所以它变成了漫射的红光。”了解光如何与活细胞和组织相互作用是他工作的基础。这可能不像把手机手电筒照在手指上那么简单，但漫射光的原理适用于Roblyer的许多跟踪健康的医疗设备发明。
在生物医学光学技术实验室，他和他的团队正在测试用光波监测生物过程的方法，比如血压、氧气水平和疾病进展。例如，澳门威尼斯人注册网站研究不同波长的光在吸收和散射时产生模式的方式，可以告诉Roblyer一个人血液中的代谢信号。在过去的几年里，他开发了一种血压监测设备，不需要用袖带挤压你的手臂，目的是获得比目前的选择更准确的读数，有时不舒服。
“这项技术可以测量心脏跳动时所产生的光学效应，”同时也是波士顿大学光子学中心成员的Roblyer说。每次心脏跳动时，血液流动会加速然后减慢，与此同时，动脉扩张和收缩，增加和减少动脉中的血容量。“我们正在测量这两种情况，我们正在从这些波形中提取大量信息，然后用它来预测血压。”
这种设备被称为散斑对比光谱学，它使用从可见光到近红外光（NIR）的多种波长来监测血压，这种波长刚好超过我们的眼睛能看到的范围。该设备可夹在手指上，绑带在手腕上。该团队尚未正式发表的最新结果发现，该设备在几周内成功地对30个人进行了高度精确、连续的血压测量。
Roblyer说，目前的血压设备为人为错误留下了很大的空间。他指出，用他的技术在24小时内每15分钟测量一次血压，然后取平均值，比在医生办公室里一次性测量要准确得多，而且更能预测中风、心脏病发作和心血管疾病。医生通常会给有高血压风险的人开带回家的监测仪，以获取24小时内的读数，“但患者讨厌这样做，”Roblyer说。
他说：“手铐每隔15到30分钟就会松开一次，即使是在整个晚上，所以它真的会扰乱睡眠。”这个问题给了他的团队更大的动力去创造一个没有手铐的设备。
用光追踪癌症治疗
Roblyer还在测试一种类似的光学技术——测量光波的吸收和散射——用于读取癌细胞的代谢信号。具体来说，他一直在与波士顿大学医学院副教授、波士顿医学中心（BMC）医学肿瘤学家Naomi Ko合作，开发一种新的工具，用于监测乳腺癌肿瘤对化疗或放疗的反应。BMC是波士顿大学的主要教学医院。
Roblyer说：“尽管乳腺癌的治疗方法有了很大的进步，但仍有一些病例对化疗没有反应或只有部分反应，”而目前的监测工具，如乳房x光检查、超声波和核磁共振成像，“在确定肿瘤是否会有反应方面并不是特别好。”
他们的仪器测量的指标——如含氧红细胞和脱氧红细胞的浓度和比例——可以用来预测肿瘤是否可能缩小。越来越多的医生在手术切除乳腺癌肿瘤之前进行治疗，“因此实时监测肿瘤反应具有巨大的潜在益处，”Ko说。“如果我们能够在治疗过程中实时看到癌症缩小了多少，就有可能帮助我们为乳腺癌患者量身定制治疗方案。”
Ko和Roblyer已经在临床环境中测试了这种设备，它的操作方式与移动在乳房组织上的手持超声扫描仪类似，并计划在明年继续分析其有效性。最终，Roblyer希望该设备更小，便于携带，这样患者就可以在家里使用，并将读数发送给医生，而无需安排预约。
Roblyer说：“这是一项处于早期阶段的技术，相当于20世纪60年代的超声波。”“随着知识的积累，最终这些数据将能够被医生和护士解释并用于做出临床决策。”
可能还有更多的学习、实验和测试要做，但可能性是巨大的。Roblyer的团队正在澳门威尼斯人注册网站研究一整套其他光学技术，包括用于监测肾脏疾病治疗的透析。他们还在研制一种专门用于治疗硬皮病的设备的早期阶段。硬皮病是一种毁灭性的自身免疫性疾病，会导致皮肤炎症和纤维化。这种设备可以帮助医生确定药物是否减轻了内部纤维化，因为目前还没有这种设备。
Roblyer说：“我认为我所做的最重要的事情之一是，当我们开发这些技术时，我们与许多医生交谈，了解他们未满足的需求，并帮助了解我们的技术是否能提供帮助。”“我希望这项工作能对患者的生活产生真正的影响。”
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