國外研發微型無線氧傳感器,可監控家中嬰兒健康與安全
有一種說法認為,“需求是發明創造之母”,而對電氣和計算機工程助理教授、WPI(沃切斯特理工學院)集成電路和系統實驗室主任Ulkuhan Guler來說,這個“需求”是十多年前她幼子的幸福。

WPI教授Guler展示了這種微型可穿戴設備的早期原型,該設備將有一天監測嬰兒的血氧水平。
受其他新生兒重癥監護病房里生病的新生兒的經歷啟發,Guler與幾名研究人員合作,研制出一種微型無線氧傳感器,使嬰兒能夠離開醫院,并仍可在家中進行安全監控。
這種微型可穿戴傳感器的尺寸相當于一個創可貼,可以測量通過皮膚擴散的血氣,并通過無線方式報告數據。通過使用這種靈活的微型裝置,嬰兒可以從醫療監視器中解脫出來,使護士、醫生和家長更容易安全地檢查和保護嬰兒它們。不受這些醫療機器的束縛,嬰兒可以被帶回家,醫生可以接收到有關其呼吸功能的數據,并在病情惡化時發出警報。
Guler在WPI網站上發表的一篇文章中說:“長期住院費用高昂,可能給家庭帶來壓力。研究表明,當嬰兒與家人在一起時,他們的健康狀況會得到改善。我們使用這種價格合理的移動設備的目標是為醫生提供更大的靈活性,使其可以在醫院和家庭中監控患者。”
通常,通過皮膚測量氧分子水平需要使用一個系統,該系統將一個5磅重的監視器插入電源插座,傳感器通常與監視器相連。而Guler的醫療設備將使用無線電源傳輸,它還將與互聯網無線連接,因此,如果嬰兒的氧氣水平開始下降,醫生辦公室或智能手機應用程序中的監視器上的警報將通知醫務人員和家人。
該設備旨在測量PO2或氧氣的分壓,這表明溶解在血液中的氧氣含量比簡單的血氧飽和度測量能更精確地指示呼吸健康,通過安裝在皮膚上的無創設備測量PO2水平與進行血液測試一樣精確。
據美國疾病控制和預防中心稱,這種可佩戴的嬰兒氧氣監護儀對于成年人,特別是患有嚴重哮喘的人、患有慢性阻塞性肺病(COPD)或慢性阻塞性肺病(慢性阻塞性肺病,一種無法治愈的肺病,是美國第三大死因)的老年人也很有用。Guler將在研究的另一個階段將該設備修改成成人可穿戴設備,并創建一個相關的智能手機應用程序。
“這項技術的概念是,如果我們能為任何年齡段的人提供更易訪問的數據,我們就能更好地照顧這些病人,”曾擔任Guler顧問的萊茵說。“無創、無約束、可訪問的數據收集理念開辟了一個全新的護理領域。”
Guler正在與其他研究人員合作開發一種芯片,最終將成為可穿戴設備的心臟。該芯片設計用于佩戴式氧氣監測儀內部工作,可激活光學傳感器,捕獲來自傳感器的模擬信號,處理電源管理并包含所需的電路。Guler和他的團隊已經定制設計了一些獨立的電路,比如信號采集電路和光讀出電路的驅動電路。在下一階段的研究項目中,他們計劃在芯片上安裝更多的電路,以對模擬信號進行數字化處理,傳輸捕獲和數字化的數據并通過無線鏈路產生電力。



