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没有电线更多的拥抱传感器首先监控NICU中的婴儿没有电线

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2020-04-10浏览次数:762

西北大学的一个跨学科团队开发了一对灵活而灵活的无线传感器,以取代目前用于监控医院新生儿重症监护病房婴儿的纠缠线传感器,并为父母拥抱和物理整合创造障碍。

该团队最近完成了对Prentice女子医院和Ann& amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; Robert H. Lurie儿童医院。研究人员得出结论,无线传感器提供的数据与传统监测系统一样准确和准确。对于新生儿易受伤害的皮肤,无线贴片也较温和,可让更多皮肤接触到父母。现有的传感器必须粘附在粘合剂上,这些粘合剂会在早产儿的皮肤上造成疤痕和水疱。

这项涉及材料科学家,工程师,皮肤科医生和儿科医生的研究将发表在3月1日的期刊科学杂志上。

该研究包括来自20多名身穿无线传感器和传统监测系统的婴儿的初步数据,因此西北大学的研究人员可以进行定量比较。从那时起,该团队已成功测试了新生儿重症监护室(NICU)的70多名婴儿。

“我们希望消除与现有硬件系统相关的鼠标中的电线和侵蚀性粘合剂,并用更安全,更以患者为中心并与亲子互动更兼容的东西取代它们,”生物电子学的先驱约翰A罗杰斯说。谁有LED技术发展? “我们能够重现当前基于线路的传感器在临床精度水平上提供的所有功能。我们的无线,无电池,类似皮肤的设备在测量范围,准确度和准确度方面毫无用处 - 甚至可以提供高级测量,临床重要,但很少收集。“

Rogers是McCormick工程学院材料科学与工程与生物医学工程的Louis Simpson教授和Kimberly Querrey教授,以及Feinberg医学院神经外科教授。他与Feinberg皮肤病学教授Walter J. Hamlin博士,Walter J. Hamlin博士和儿科学教授Amy Paller博士以及Feinberg皮肤病学教授和西北医学皮肤科医师Shuai(Steve)Xu博士一起领导了这项研究。

切断电线

新生儿重症监护室周围新生儿的电线数量通常大于婴儿本身。通常,五根或六根电线将每个婴儿的电极连接到监护仪,以监测呼吸,血压,血氧,心跳等。虽然这些电线确保了健康和安全,但它们限制了婴儿的运动,并成为发育关键时期物理整合的主要障碍。

“我们知道皮肤与皮肤的接触对新生儿非常重要 - 特别是那些生病或早产的人,”Lurie儿童医院的儿科皮肤科医生Paler说。 “它已被证明可以减少肺部并发症,肝脏问题和感染的风险。然而,当你到处都有电线并且婴儿躺在床上时,皮肤和皮肤接触真的很困难。”

新妈妈感到沮丧,因为她无法忍受新生活

新妈妈Tashkana Taylor熟悉这种沮丧情绪。紧急剖腹产后,泰勒的女儿格蕾丝被送往新生儿重症监护室,在那里待了三个星期。泰勒和她的丈夫拼命地与新生儿结合,在导航时感到疲惫,为格蕾丝提供最基本的护理。 Grace是目前参与并行比较研究的70名婴儿之一。

泰勒说:“试着喂她,改变她,瞪着她,抱着她,用她的电线走路是非常困难的。” “如果她没有电线,我们可以一起走进房间。这将带来整个体验。”更愉快。“

高压,很难将婴儿带出婴儿床

“父母和护士与将婴儿从婴儿床中带出来必须经历的轮换一样令人震惊,”共同作者,新生儿Rayin和Hazel Speck Berry以及新生儿Lurie Child教授Aaron Hamvas博士说。部门。

“电线正朝向显示器移动,直到婴儿,并可能通过孵化器中的孔,”Hamvas说。 “护士和父母都试图将婴儿全部捆绑在一起,这样他们就不会意外地将任何东西拉出来或将它们从墙上拉出来。这非常,非常麻烦和压力。如果宝宝完全没有受阻,那么将非常有效并且不容易出错。“

“任何进入新生儿重症监护病房的人都会立即注意到婴儿的体重以及连接了多少电线和电极,”共同作者Beatrice Cummings Mayer小儿自主神经病学教授Debra Weese-Mayer博士说。 Feinberg的Lurie儿童医学和儿科自主医学主任。 “无线接入的机会大大减轻了护士,婴儿和父母的负担。”

超越当前的可能性

西北大学新技术的好处远远超过其缺乏电线 - 衡量超越当今临床标准的可能性。

双无线传感器监测婴儿的生命体征 - 心率,呼吸率和体温 - 来自身体的两端。一个传感器放在婴儿的胸部或背部,而另一个传感器缠绕在一只脚上。 (胸部传感器尺寸为5厘米×2.5厘米;足部传感器为2.5厘米×2厘米。每个传感器的重量与雨滴大致相同。)这种策略允许医生从周围收集婴儿的核心温度和体温。环境。区域。

罗杰斯说:“足部和胸部之间的温差对于确定血流量和心脏功能具有重要的临床意义。” “这是今天不常见的事情。”

医生还可以通过连续跟踪脉搏何时离开心脏并到达足部来测量血压。目前,没有好的方法来收集可靠的血压测量值。血压袖带可能会损坏或损坏婴儿脆弱的皮肤。另一种选择是将导管插入动脉,由于早产儿的血管直径小,这是棘手的。它还会导致感染,血液凝固甚至死亡的风险。

“我们缺乏大量信息,白天可能会出现血压变化,”Hamvas说。 “血压的这些变化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期间存在的信息空白。如果医生可以在父母被拘留期间继续测量婴儿的生命体征,他们可能会更多地了解这种接触可能有多重要。

透明且兼容成像,传感器也可在X射线,MRI和CT扫描期间佩戴。 “电线不仅仅是与婴儿互动的物理障碍,但如果留在原位,它们也会破坏成像,”Paler说。 “这项技术已经开发出来,因此您可以使用传感器进行成像,并继续监控您的宝宝。”

拯救“难以置信的脆弱”皮肤

血压袖带不是当前技术的唯一潜在破坏性部分。许多过早的婴儿腰带被胶带损坏,胶带将电线粘在身体上。胶带会引起皮肤刺激,水疱,最终导致感染。在某些情况下,这种损害可能导致终身疤痕。

“婴儿的早产皮肤尚未完全发育,因此非常脆弱,”Paler说。 “事实上,早产儿的皮肤厚度减少了约40%。你的早产越多,你的皮肤就越脆弱。这意味着我们必须非常小心。“

到目前为止,西北大学的研究小组已经对新生儿重症监护室(NICU)的70名婴儿进行了研究,发现没有无线传感器会造成皮肤损伤。传感器的皮肤保护秘诀在于其轻质特性,薄的几何形状和柔软的机械结构。组织装置由生物相容的柔软弹性硅树脂制成,嵌入有一系列微小的电子元件,这些电子元件连接到与身体一起移动和弯曲的弹簧状电线。

罗杰斯与可扩展电子和理论力学的长期合作者和专家黄永刚合作,提出优化设计。 Huang是Walter P. Murphy的土木与环境工程和机械工程教授,以及西北麦考密克学院的材料科学与工程教授。

罗杰斯说:“如果你回顾一下20世纪60年代,监测婴儿的基本方法基本上和今天一样。” “它是一个记录传感器,一根连接到外部电子盒的电线。就是这样。”

“保持我们的轻量级设备在皮肤上需要的粘合强度远远低于维持硬连线传感器和外部盒子之间接口所需的粘合剂,”罗杰斯继续说道。 “我们的研究中没有发现任何不良副作用,即使在体弱和患病的婴儿中也是如此。”

无线传感器通过位于婴儿床床垫下方的发射器进行通信。使用与RFID标签相同的射频,天线将数据发送到护士站的显示器。虽然它可以消毒和重复使用,但传感器足够便宜(大约10美元),它可以在24小时后简单地丢弃并用新传感器替换以消除任何感染风险。

无线传感器什么时候出现在美国医院?

罗杰斯估计他的无线传感器将在未来两到三年内出现在美国医院。在两个主要的非营利组织的支持下,作为国际努力的一部分,罗杰斯团队有望在明年向发展中国家的数万户家庭发送传感器。

“我们很自豪这项技术不仅限于发达国家的先进新生儿重症监护病房,”徐说。 “这项技术可以通过对资源稀缺设置的最小修改来调整。”