可穿戴運(yùn)動傳感器可以拯救未出生的嬰兒

在任何懷孕期間，嬰兒心跳的砰砰聲都是一個里程碑。現(xiàn)在，史蒂文斯理工學(xué)院的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種技術(shù)，可以讓準(zhǔn)父母在家中持續(xù)聽到嬰兒的心跳，其中非侵入性和安全的設(shè)備可能比目前市場上的任何胎兒心率監(jiān)測器更準(zhǔn)確。

該設(shè)備使用智能手機(jī)中用于水平或垂直定位設(shè)備的相同商用傳感器，可記錄當(dāng)嬰兒的心臟跳動或胎兒蠕動和踢腿時通過母親腹部發(fā)送的振動。該醫(yī)療機(jī)構(gòu)受到醫(yī)生的歡迎，可能會減少全球每年約260萬例死產(chǎn)。

“在沒有復(fù)雜因素的情況下，將近三分之一的死產(chǎn)發(fā)生，”負(fù)責(zé)Stevens工作的副教授Negar Tavassolian說。“我們的設(shè)備可以讓懷孕的女人知道她的胎兒是否受到損害，她需要去看醫(yī)生。”

許多死產(chǎn)之前都有胎兒運(yùn)動和心率的變化，因此可以在懷孕的最后幾周持續(xù)佩戴檢測心跳產(chǎn)生的振動的經(jīng)濟(jì)實惠的輕便監(jiān)測器，以確?；疾〉奶旱玫郊皶r的醫(yī)療護(hù)理。該工作在IEEE Sensors Journal的早期訪問問題中報告。

Tavassolian和第一作者，Stevens 的研究生 Chenxi Yang 與紐約大學(xué)Langone醫(yī)學(xué)中心的兩名OB-GYN的Bruce Young和Clarel Antoine合作測試他們的傳感器。在對10名孕婦進(jìn)行的實驗中，他們發(fā)現(xiàn)該裝置可以檢測胎心率與胎兒心臟電圖(f-CTG)大致相同，后者測量嬰兒的心臟電活動(ECG)以及母親的子宮收縮，并考慮當(dāng)前胎兒監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)。

與基于ECG或多普勒超聲技術(shù)的現(xiàn)有工具相比，振動監(jiān)測器具有重要的優(yōu)勢，這些技術(shù)需要專業(yè)知識才能使用，并且體積龐大且昂貴。目前市場上一種領(lǐng)先的監(jiān)控系統(tǒng)重量超過11磅，電池壽命為4小時; 相比之下，史蒂文斯團(tuán)隊的傳感器只有五分之一英寸長，幾乎沒有任何重量，并且可以使用3伏電池超過24小時。

楊先生之前的研究表明，胸部振動可以用來追蹤成年人的心跳，但測量胎兒心跳的難度要高一個數(shù)量級，胎兒的微小心臟的微弱振動會被母體的運(yùn)動所淹沒。為了解決這個問題，史蒂文斯團(tuán)隊將來自三個不同傳感器的信號結(jié)合起來，并使用算法來隔離胎兒的心跳。

新型監(jiān)護(hù)儀對胎兒也沒有任何風(fēng)險 - 超聲波監(jiān)護(hù)儀的問題，如果長時間連續(xù)使用，可以加熱組織。史蒂文斯團(tuán)隊的監(jiān)視器只是檢測現(xiàn)有的振動，就像醫(yī)生用聽診器聽。“我們的顯示器完全被動，因此沒有健康問題，”Tavassolian說。

振動監(jiān)測器還可以提供胎兒運(yùn)動的客觀測量，目前僅通過要求媽媽計算他們的孩子踢的次數(shù)來評估。楊解釋說，結(jié)合心率和運(yùn)動數(shù)據(jù)可以提供對胎兒健康的重要見解，超越目前可用的任何東西。“這是一個重大計劃 - 將這些不同的模式融合到一個設(shè)備中，”他說。

目前的設(shè)備使用商用傳感器，但長期目標(biāo)是專利和銷售定制設(shè)備。成本遠(yuǎn)低于等效的ECG或超聲系統(tǒng)，這樣的設(shè)備可以占據(jù)全球胎兒監(jiān)測器市場的很大份額，預(yù)計到2022年將達(dá)到36億美元。