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- WPI工程師為患病嬰兒創(chuàng)建了微型無線氧氣傳感器
- 來源：sensor 發(fā)表于 2019/11/15
馬薩諸塞州伍斯特市-2019年11月14日-伍斯特理工學(xué)院(WPI)的研究人員正在開發(fā)一種創(chuàng)可貼大小的傳感器，該傳感器可測量嬰兒的血氧水平，肺部功效的重要指標(biāo)以及嬰兒是否接受組織正在接受充足的氧氣供應(yīng)。與醫(yī)院中使用的當(dāng)前系統(tǒng)不同，這種小型可穿戴設(shè)備將具有靈活性和可伸縮性，無線，廉價(jià)和可移動的特性，從而可能允許孩子離開醫(yī)院并進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。
電氣和計(jì)算機(jī)工程助理教授，WPI集成電路與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室主任Ulkuhan Guler領(lǐng)導(dǎo)該項(xiàng)目，致力于使患病住院的嬰兒不受有線傳感器的束縛，從而可以更輕松，更頻繁地對其進(jìn)行檢查，關(guān)押，甚至被允許回家。Guler和她的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種用于嬰兒的微型氧氣監(jiān)測儀，該監(jiān)測儀可測量通過皮膚擴(kuò)散的血?dú)獠⒁詿o線方式報(bào)告數(shù)據(jù)。
古勒說：“延長住院時(shí)間的費(fèi)用很高，可能會給家庭造成壓力�！薄岸已芯勘砻鳎c家人在一起時(shí)，嬰兒的健康狀況得到改善。我們使用這種價(jià)格合理的移動設(shè)備的目標(biāo)是為醫(yī)生提供更大的靈活性，使其可以在醫(yī)院和家中對患者進(jìn)行監(jiān)護(hù)。”
通常，經(jīng)皮測量氧氣分子的水平涉及使用將大約5磅重的監(jiān)護(hù)儀插入電源插座的系統(tǒng)，以及通常連接到監(jiān)護(hù)儀的傳感器。Guler的醫(yī)療設(shè)備將使用無線電力傳輸。它還將無線連接到Internet，因此，如果嬰兒的氧氣水平開始下降，醫(yī)生辦公室或智能手機(jī)應(yīng)用程序中的監(jiān)視器上的警報(bào)將通知醫(yī)務(wù)人員和家庭成員。
該設(shè)備旨在測量PO2或氧氣的分壓，這表明溶解在血液中的氧氣量-比簡單的血氧飽和度測量更準(zhǔn)確的呼吸健康指標(biāo)，而氧飽和度測量可以通過脈搏血氧儀輕松進(jìn)行將設(shè)備輕輕地夾在手指上。通過附著在皮膚上的非侵入性設(shè)備來測量PO2水平與進(jìn)行血液測試一樣準(zhǔn)確。
該可佩戴嬰兒血氧監(jiān)測儀也將是成年人有用，尤其是患有嚴(yán)重的哮喘和慢性阻塞性肺病老年人，或慢性阻塞性肺疾病，這是一種無法治愈的，漸進(jìn)的肺部疾病和死亡的第三大原因在美國，根據(jù)疾病預(yù)防控制中心。在她的研究的另一個(gè)階段，古勒(Guler)將修改成人的可穿戴設(shè)備，并創(chuàng)建一個(gè)相關(guān)的智能手機(jī)應(yīng)用程序。
Guler與WPI機(jī)械工程副教授Pratap Rao，兒科系主任兼麻省大學(xué)醫(yī)學(xué)院副教授Lawrence Rhein博士合作。WPI的電氣和計(jì)算機(jī)工程專業(yè)的研究生Ian Costanzo和Devdip Sen也在與Guler合作，共同開發(fā)一種芯片，該芯片終將成為可穿戴設(shè)備的心臟。
Rhein說：“這項(xiàng)技術(shù)的概念是，如果我們能夠?yàn)槿魏文挲g的人提供更多可訪問的數(shù)據(jù)，我們將能夠更好地照顧這些患者�！奔揖迎h(huán)境�！盁o創(chuàng)，不受限制，可訪問的數(shù)據(jù)收集的想法打開了一個(gè)全新的護(hù)理世界�！�
該芯片設(shè)計(jì)用于可穿戴式氧氣監(jiān)測器內(nèi)部，可激活光學(xué)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及其團(tuán)隊(duì)定制設(shè)計(jì)了各個(gè)電路，例如用于基于光學(xué)的讀出電路的信號捕獲電路和驅(qū)動器電路。在研究項(xiàng)目的下一階段，他們計(jì)劃為芯片配備更多電路，以對模擬信號進(jìn)行數(shù)字化處理，傳輸捕獲的數(shù)字化數(shù)據(jù)并通過無線鏈路供電。屆時(shí)，它將是一個(gè)完整的芯片系統(tǒng)。
在部門之間的合作中，Guler和Rao正在為可穿戴醫(yī)療設(shè)備創(chuàng)建小型的薄型且靈活的傳感器，以使它們在移動時(shí)能夠固定在嬰兒身上。
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