用于心血管疾病筛查预防的激光测振技术

欧盟资助的InSiDe项目，旨在改善早期心血管疾病诊断。目前，为期五年的研究计划已经结束。该项目是由imec公司通过根特大学相关光子学研究小组进行协调，旨在开发一种基于硅光子学的手持设备，能够识别不同阶段的心血管疾病。

据imec称，当前心血管疾病造成的死亡占全球死亡总数的31%，因此及早识别高危人群并进行干预以阻止或逆转病理过程，将有助于应对重大的医疗挑战。动脉僵化是高血压的早期预警信号，可用于指导血压升高和中度心血管疾病风险患者的治疗。

与CMOS兼容的硅光子制造技术在紧凑型设备中实现了多光束LDV系统

早期识别动脉狭窄、瓣膜疾病和心脏不同步，可以改善心血管疾病风险分类。然而，目前还没有任何工具在初级保健中对大量人群进行指标筛查，而那些出现中度风险症状的人往往得不到及时诊断。

正如2020年该项目启动时所描述的，InSiDe项目以Cardis项目的工作为基础。Cardis项目展示了集成硅光子技术的移动式低成本激光测振平台，并验证了这一概念用于筛查动脉僵化、检测血管狭窄和心力衰竭的可行性方案。

据项目合作伙伴廷德尔国家研究所称，硅光子技术是该项目的核心技术，可以在CMOS制造环境下生产的芯片中实现先进的光学功能。

未来的先进临床设备
InSiDe设备采用多光束激光多普勒测振（LDV）法，测量目标反射的激光的相位和频率变化。如果目标在移动，特别是在振动时，反射光束的相位/频率就会因多普勒效应而变化。

这为通过动脉僵化检测心功能障碍提供了一条途径。将低功率激光束对准动脉上方的皮肤，从反射光束的多普勒偏移中，提取皮肤因心跳而产生的振动幅度和频率。然后，算法可以自动评估相关的僵硬度参数。

激光多普勒测振仪是目前位移和速度分辨率最高的方法，在许多基础科学领域都有应用

这种分析方法不需要在皮肤上贴反射贴片，研究小组称这一简化改变了临床医生的工作方式，并为医学界接受一种用户友好型设备铺平了道路。

除了激光源和聚焦透镜，多光束干涉仪将在硅芯片中实现。由于采用了与CMOS兼容的制造工艺，可以在一个紧凑的设备中实现多光束激光多普勒测振系统，从而可以在多个位置同时进行测量，无需进行复杂的机械扫描。

InSiDe平台的最终发展包括一个主设备和一个辅助设备，每个设备都有4个传感光束。这种结构可仅通过主设备进行局部血管狭窄和心脏收缩测量。如果同时使用两个设备，则可进行同步脉搏波测量，获得颈动脉-股动脉脉搏波速度。

InSiDe仪器现已用于法国和荷兰的临床可行性研究，以评估心脏收缩、颈动脉狭窄、耐药性高血压患者的治疗依从性、心脏瓣膜功能障碍以及COVID-19感染的影响。荷兰马斯特里赫特大学的Frits Prinzen评论说：信号采集的可行性很好，获得有用信号的时间不到10分钟，病人几乎没有注意到进行了测量。