北航最新成果，《Nature》子刊发表！

你身边有人睡觉“打呼噜”吗？

有人可能严重到 呼吸暂停

面对阻塞性睡眠呼吸暂停综合征

（简称“OSAS”）中

气道阻塞定位与压力测量的难题

北京航空航天大学

生物与医学工程学院

樊瑜波教授团队 研究出了一种

新型导管式柔性压力传感器阵列

能够为OSAS精 准诊断

提供新的解决方案

成果在线发表于

《Nature Communications》

和小萱一起学习——

阻塞性睡眠呼吸暂停综合征（OSAS）是一种常见的睡眠呼吸障碍，因上呼吸道塌陷或阻塞导致睡眠中反复出现呼吸暂停和低通气事件，常伴随低氧血症和睡眠结构紊乱，严重影响睡眠质量和健康。准确检测和定位气道阻塞对于OSAS的诊断和治疗计划制定至关重要，但这对于传统的睡眠监测方法来说仍然是一个挑战。 该研究开发了一种新型导管式柔性压力传感器阵列，能够连续、精确地监测上气道软组织压力分布，并以毫米级精度定位阻塞部位 。这是一种使用临床介入导管实现传感功能的方法，可以为OSAS的诊断和治疗提供患者气道塌陷位点原位数据，实时监测上呼吸道软组织接触压力分布（图1）。

本传感器阵列采用了先进的 3D飞秒激光制造工艺 ，可直接在医用导管上雕刻形成功能性微结构，实现压力传感功能。同时传感阵列选用PDMS作为柔性包覆膜，在包覆膜层和导管微结构表面涂覆含有PEDOT：PSS、PVA和EG的导电混合物构建形成压阻式传感器，具有 空间分辨率高、稳定性好、灵敏度高（38.1 Ω/mmHg）、响应时间快（660ms） 等特点（图2）。

为了验证传感器的在体性能，通过局部注射交联透明质酸钠混合物的方法建立了安全可逆的OSAS模型猪。结合导管式柔性压力传感器阵列、PSG和CT扫描数据，在建模前后不同时间点监测气道阻塞位置和压力变化。结果显示， 传感器信号与PSG和CT数据高度一致，能够精确定位气道阻塞区域及多个阻塞位点，并区别打鼾、吞咽等行为 。随着透明质酸钠逐渐吸收，OSAS模型猪气道阻塞情况减轻，气道横截面积恢复，传感阵列测得气道软组织接触压力减小， 验证了传感器在长时间、连续上呼吸道压力监测中的可靠性和应用前景 （图3）。

该研究通过组织病理学检查和血清对比分析评估了OSAS模型猪的系统和局部炎症反应。同时进一步将传感器阵列置于正常猪上呼吸道内24小时，组织病理学检查显示与空白组相比无异常炎症或组织异常。各项结果证实 该传感器阵列具有良好的生物相容性 （图4）。

综上所述，本研究验证了基于导管的柔性压力传感器阵列在长期、连续监测上呼吸道软组织压力方面的潜力，结合其良好的生物相容性，为进一步的临床在体研究奠定了基础。 该成果对于临床环境中OSAS的诊断和治疗方案的制定，尤其是在确定手术干预的部位和范围方面具有重要意义和价值 。此外，此种传感器加工设计方案还可扩展至其它常规导管型医疗装备，用于测量人体内其他腔道压力分布。

该研究得到了国家重点研发计划（2023YFC3603500）、国家自然科学基金（12332019、U20A20390和T2288101）等基金的支持。