第一个无线传感器 可在NICU精确监测婴儿身体状况

近日,美国研究人员发明一种无线传感器,透明、柔韧、轻巧、廉价,临床试验显示它的监测范围、精度和准确率均不亚于传统医疗监测仪器。

  在新生儿重症监护室(NICU),小宝宝身上连着不少根线,这不仅妨碍他们与父母进行肢体接触,而且扯来扯去还容易出意外,同时固定这些线的黏合剂还会伤害宝宝脆弱的皮肤。

  近日,美国研究人员发明一种无线传感器,透明、柔韧、轻巧、廉价,临床试验显示它的监测范围、精度和准确率均不亚于传统医疗监测仪器。

第一个无线传感器 可在NICU精确监测婴儿身体状况

       无线传感器监护新生儿效果不亚于传统设备

  这是美国西北大学的一个跨学科团队所进行的研究成果。该团队最近完成了对早产儿的第一次人体研究,并得出结论:无线婴儿传感器提供的数据与传统监测系统提供的数据一样精确,而且无线贴片对新生儿脆弱的皮肤也比较温和,可以让婴儿与父母进行更多的皮肤接触。

  这项研究涉及材料科学家、工程师、皮肤病学家和儿科医生的共同努力,发表在《科学》杂志上。这项研究采用了包括来自20多名佩戴无线传感器和传统监测系统的婴儿的初步数据,研究人员并对这些数据进行了定量比较。从那时起,该团队已经在新生儿重症监护室对70多个婴儿进行了成功的测试。

  “我们希望消除现有硬件系统中的电线和侵略性粘合剂对婴儿的伤害,并用更安全、更以患者为中心、更兼容亲子互动的东西来取代它们,”研究人员表明,“我们的无线、无电池、类似皮肤的传感器设备在测量范围、准确度和精密度方面都不亚于传统医疗监测仪器,而且它们甚至提供了临床上重要但不常用的高级测量数据。”

NICU的婴儿安装了双无线传感器-胸部传感器(左)的尺寸为5cm*2.5cm;足部传感器(右)的尺寸为2.5cm*2cm,两个传感器的重量相当于一滴雨滴的重量

  NICU的婴儿安装了双无线传感器-胸部传感器(左)的尺寸为5cm*2.5cm;足部传感器(右)的尺寸为2.5cm*2cm,两个传感器的重量相当于一滴雨滴的重量

  新生儿重症监护室中围绕新生儿的电线数量通常比婴儿本身还要大。通常情况下,五到六根电线将每个婴儿的电极连接到监视器,以监测婴儿呼吸、血压、血氧、心跳等等。虽然这些电线能够确保婴儿的健康和安全,但它们限制了婴儿的活动,并在婴儿发育的关键时期对婴儿身体成长造成了一个主要障碍。

  “我们知道皮肤与皮肤的接触对新生儿非常重要,尤其是对那些生病婴儿或早产儿,”儿科皮肤科医生说,“它被证明可以降低肺部并发症、肝脏问题和感染的风险。然而,当在到处都有电线、婴儿被拴在床上的NICU里,很难让皮肤与皮肤接触。”

  研究人员说:“任何进入新生儿重症监护室的人都会注意到婴儿有多微小,有多少电线和电极连接在婴儿身上。无线通信对于减少护士、婴儿和父母的负担具有巨大的潜力。”

  超越目前的可能性

  该研究小组的新技术所带来的好处远远超出了它研制了无线传感器,更提供了比目前的临床标准还要多的测量结果。

传统的NICU传感器与无线传感器(以玩偶为模型)

传统的NICU传感器与无线传感器(以玩偶为模型)

  双无线传感器从身体的另一端监测婴儿的生命体征——心率、呼吸频率和体温。一个传感器横跨婴儿的胸部或背部,另一个传感器包裹着一只脚(胸部传感器的尺寸为5cm*2.5cm;足部传感器的尺寸为2.5cm*2cm)。这一策略允许医生从外围区域收集婴儿的核心温度和体温。

  研究人员说:“在确定血流和心脏功能方面,脚和胸部的温度差异具有重要的临床意义。”

  医生也可以通过持续跟踪脉搏从心脏到达脚的时间来测量血压。目前,还没有一个好的方法来收集可靠的血压测量,血压袖带会擦伤或损坏婴儿脆弱的皮肤。另一种选择是将导管插入动脉,这是很棘手的,因为早产儿血管的直径很小,它也会带来感染、凝血甚至死亡的风险。“我们遗漏了大量的信息,在这些信息中,一天中血压可能会发生变化,”新生儿学家说。“这些血压的变化可能会对结果产生重大影响。”

  该设备还可以帮助填补皮肤与皮肤接触过程中存在的信息空白。如果医生能够在被父母抱着的时候继续测量婴儿的生命体征,他们可能会进一步了解这种接触有多重要。该传感器透明且与成像兼容,可在X射线、核磁共振成像和CT扫描时佩戴。

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