微型无线氧传感器可在家中监控婴儿健康与安全

导读：有一种说法认为，“需求是发明创造之母”，而对电气和计算机工程助理教授、WPI（沃切斯特理工学院）集成电路和系统实验室主任Ulkuhan Guler来说，这个“需求”是十多年前她幼子的幸福。

WPI教授Guler展示了这种微型可穿戴设备的早期原型，该设备将有一天监测婴儿的血氧水平。

受其他新生儿重症监护病房里生病的新生儿的经历启发，Guler与几名研究人员合作，研制出一种微型无线氧传感器，使婴儿能够离开医院，并仍可在家中进行安全监控。

这种微型可穿戴传感器的尺寸相当于一个创可贴，可以测量通过皮肤扩散的血气，并通过无线方式报告数据。通过使用这种灵活的微型装置，婴儿可以从医疗监视器中解脱出来，使护士、医生和家长更容易安全地检查和保护婴儿它们。不受这些医疗机器的束缚，婴儿可以被带回家，医生可以接收到有关其呼吸功能的数据，并在病情恶化时发出警报。

Guler在WPI网站上发表的一篇文章中说：“长期住院费用高昂，可能给家庭带来压力。研究表明，当婴儿与家人在一起时，他们的健康状况会得到改善。我们使用这种价格合理的移动设备的目标是为医生提供更大的灵活性，使其可以在医院和家庭中监控患者。”

通常，通过皮肤测量氧分子水平需要使用一个系统，该系统将一个5磅重的监视器插入电源插座，传感器通常与监视器相连。而Guler的医疗设备将使用无线电源传输，它还将与互联网无线连接，因此，如果婴儿的氧气水平开始下降，医生办公室或智能手机应用程序中的监视器上的警报将通知医务人员和家人。

该设备旨在测量PO2或氧气的分压，这表明溶解在血液中的氧气含量比简单的血氧饱和度测量能更精确地指示呼吸健康，通过安装在皮肤上的无创设备测量PO2水平与进行血液测试一样精确。

据美国疾病控制和预防中心称，这种可佩戴的婴儿氧气监护仪对于成年人，特别是患有严重哮喘的人、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，一种无法治愈的肺病，是美国第三大死因）的老年人也很有用。Guler将在研究的另一个阶段将该设备修改成成人可穿戴设备，并创建一个相关的智能手机应用程序。

“这项技术的概念是，如果我们能为任何年龄段的人提供更易访问的数据，我们就能更好地照顾这些病人，”曾担任Guler顾问的莱茵说。“无创、无约束、可访问的数据收集理念开辟了一个全新的护理领域。”

Guler正在与其他研究人员合作开发一种芯片，最终将成为可穿戴设备的心脏。该芯片设计用于佩戴式氧气监测仪内部工作，可激活光学传感器，捕获来自传感器的模拟信号，处理电源管理并包含所需的电路。Guler和他的团队已经定制设计了一些独立的电路，比如信号采集电路和光读出电路的驱动电路。在下一阶段的研究项目中，他们计划在芯片上安装更多的电路，以对模拟信号进行数字化处理，传输捕获和数字化的数据并通过无线链路产生电力。