新的超声技术可以无创测量血液黏度，密苏里大学研究发现

多年来，医生一直依赖于熟悉的生命体征——心率、血压、体温和氧饱和度来监测一个人的健康状况。但密苏里大学的研究人员认为，有一个关键指标被忽视了：血液粘稠度，即血液在体内流动时的浓稠或黏性程度。现在他们开发出了一项突破性的技术，可以非侵入性和实时地监测这一指标。

他们的论文发表在《动态系统、测量和控制杂志》上。

粘度在健康中起着隐藏但至关重要的作用。它与美国十大主要死因中的六个有关，包括心脏病、癌症和中风。

米祖农业、食品和自然资源学院的研究科学家、该项目的主要作者尼莱什·萨尔维 （Nilesh Salvi） 说，浓稠、缓慢的血液会迫使心脏更加努力地工作，并会增加血栓或组织损伤的风险。

“血压告诉我们血管壁发生了什么，”他说。“但它并没有告诉我们血液本身。粘度可能是那个缺失的部分。

这款首创的设备使用超声波实时测量血液粘度，但真正的创新在于其软件。该系统的工作原理是用连续的声波轻轻振动血液，这意味着它通过血液发送稳定的声波，同时感应其反应。然后，强大的算法分析声音如何在身体中移动。

本发明的核心是由先进的数学和信号处理驱动的。这种方法提高了准确性，并首次能够使用相同的信号同时测量血液密度和粘度。

从发动机到人类健康

这种创新工具最初并不是为医学而设计的。

Salvi 在 Mizzou 工程学院获得硕士和博士学位，最初设计了该系统来监测发动机中的机油质量。在这项发明的基础上，他创立了一家初创公司，开发发动机传感器来实时监测润滑油。

在他的导师、化学和生物医学工程教授 Jinglu Tan 的指导下，Salvi 开始探索如何使用相同的传感原理来研究生物体液。Tan 的专业知识帮助他完善和加强了这一新方向背后的科学。

Mizzou 医学院医学药理学和生理学教授 William Fay 看到了医学潜力，是最早鼓励 Salvi 探索该技术临床用途的人之一。他的指导帮助 Salvi 和他的团队将他们的工程工作与生物医学研究联系起来。

“测量血液粘度一直是一个挑战，”费伊说。“需要专门的实验室设备，而大多数医院都没有。这种新设备可能会改变游戏规则——它可以在不抽血的情况下获得准确、实时的粘度读数。

传统上，血液粘度是通过采集血液样本来确定的——这一过程可能会改变血液的自然特性。相比之下，Mizzou 设备测量体内的粘度，从而捕捉其真实行为。

“血液是一个活的器官，”兼任农业、食品和自然资源学院战略计划主任的谭说。“你不能把它拿出来，然后期望它以同样的方式表现。在体内（原位）测量它是使我们的方法如此强大的原因。

这项工作可能会彻底改变医生治疗镰状细胞性贫血等疾病的方式，镰状细胞性贫血中形状不规则的血细胞会增加粘度并威胁器官健康。持续监测可以帮助根据每位患者的实时需求定制输血或药物，而不是依赖预定的时间间隔。

身体内部的新面貌

研究人员正在继续他们的研究，希望为人体试验做准备。Salvi 的长期目标是使血液粘度与心率和氧气水平一起成为标准生命体征。

Salvi 说，由于这项发明主要是基于软件的，因此它可以在廉价的硬件上运行。原型也可以用现成的零件来构建，从而为经济实惠的便携式设备以及可能的未来可穿戴健康技术打开大门。

“这不仅仅是一个新设备，”他说。“这是一种对人体的新思考方式。一旦我们能够实时看到粘度，我们就会以前所未有的方式了解血流和疾病进展。

本文工作发表于《动态系统、测量和控制杂志》（2025）-“一种基于模型的连续波超声原位粘度测量方法”。

编者声明：本文编自近期正式发表的全球科研工作进展，不能作为治疗建议，如有不适请及时就医。文中用图如未指明出处则为公开图库资源。