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，可能會危及生命。為了保護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制和生物分子來產生血凝塊。

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盡管血凝塊在預防失血方面發(fā)揮著至關重要的作用，但血栓或栓子等特定血凝塊的發(fā)展可能會產生致命的影響。雖然血栓是在靜脈或動脈內形成的血凝塊，但這種凝塊從身體的一個位置到另一個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，從而降低氧氣到達這些組織的能力。心臟中一些具有臨床意義的血凝塊可導致包括深靜脈血栓形成、肺栓塞、腸系膜靜脈血栓形成、中風和心臟病發(fā)作在內的疾病。

目前預測血栓的方法

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

目前，臨床醫(yī)生將使用幾種類型的常規(guī)凝血測試 (CCT) 來監(jiān)測凝血時間、凝血率、纖維蛋白原、纖維蛋白溶解和血小板功能。盡管這些測試很有用，但它們通常很耗時，并且無法在幾個小時內提供結論性結果。

近期，研究人員報告說，血凝塊可以通過高光譜成像和相干斷層掃描進行光學檢測。盡管與這些高分辨率技術相關的靈敏度很高，但它們都需要大型設備，這些設備對于識別狹窄血管中發(fā)生的凝血并不理想。

血凝塊傳感器的進步

傳感器技術行業(yè)取得的眾多進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)測范圍廣泛的血液參數，有助于預測個體發(fā)生凝血事件和危及生命的出血的風險。

ClotChip&

2020 年 3 月，XaTek Inc. 的 ClotChip 技術獲得了美國食品和藥物管理局 (FDA) 的突破設備指定，該技術目前正在臨床試驗中進行測試。

ClotChip& 是一種便攜式和便攜式設備，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，ClotChip& 將外部電場施加到一滴血上，然后通過測量生物樣本內的阻抗來定量測量止血的非細胞方面，例如凝血因子和血小板異常的水平�？傊�，測量這些細胞和非細胞參數可以提供與患者血液凝結能力直接相關的信息。

將傳感器集成到 ECMO 機器中

盡管 ECMO 可以挽救生命，但它與多種風險和并發(fā)癥有關，包括可能出現(xiàn)在 ECMO 管壁內并流入患者血液中的血栓。為了防止凝塊形成，臨床醫(yī)生通常會使用主題方法，例如每隔幾個小時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，并且可能無法檢測到較小的凝塊。

2020年底，來自墨爾本理工學院（RMIT）的研究人員近期開發(fā)了一種可以直接集成到體外膜氧合（ECMO）機器中的傳感裝置。這種手持設備使用光線掃描 ECMO 管并快速識別凝塊的大小和形狀。

一種新型微型光學傳感器

在 2019 年的一項研究中，研究人員討論了一種微型光學傳感器的開發(fā)，該傳感器用于檢測存在于人工循環(huán)裝置（如血泵）中的血凝塊。該傳感器由三個發(fā)光二極管 (LED) 組成，它們允許發(fā)射的光被紅細胞 (RBC) 吸收和散射。

如果存在血凝塊，血凝塊內的一些紅細胞會流出，而另一些會留在血凝塊中，導致局部血細胞比容水平發(fā)生變化。這些血細胞比容水平的變化會導致散射和吸收系數發(fā)生變化，傳感器的光電二極管 (PD) 發(fā)出的光強度也會發(fā)生變化。為此，該傳感器的第三個組件是互補金屬氧化物半導體 (CMOS) 芯片，該芯片將檢測血液光學特性的任何變化，以協(xié)助識別血凝塊。