Los investigadores del Instituto Politécnico de Worcester (WPI) están desarrollando un sensor del tamaño de una tirita que medirá los niveles de oxígeno en la sangre de un bebé. una indicación vital de la eficacia de los pulmones y si el tejido del bebé está recibiendo un suministro de oxígeno adecuado. A diferencia de los sistemas actuales utilizados en hospitales, este dispositivo portátil miniaturizado será flexible y estirable, inalámbrico, barato, y móvil, posiblemente permitiendo que el niño salga del hospital y sea monitoreado de forma remota.

Ulkuhan Guler, profesor asistente de ingeniería eléctrica e informática y director del Laboratorio de Sistemas y Circuitos Integrados de WPI, lidera el proyecto centrado en habilitar enfermos, que los bebés hospitalizados no estén atados a los sensores cableados, para que puedan examinarse con mayor facilidad y frecuencia, retenida, e incluso se le permitió irse a casa. Guler y su equipo han desarrollado un monitor de oxígeno en miniatura para bebés, que mide los gases en sangre que se difunden a través de la piel e informa los datos de forma inalámbrica.

"Las estadías prolongadas en el hospital son costosas y pueden ser una carga para las familias, ", dijo Guler." Y los estudios han demostrado que la salud de los bebés mejora cuando están con sus familias. Nuestro objetivo con este asequible, dispositivo móvil es para dar a los médicos más flexibilidad en el seguimiento de sus pacientes tanto en el hospital como en casa ".

Típicamente, medir los niveles de moléculas de oxígeno por vía transcutánea implica el uso de un sistema con un monitor de aproximadamente 5 libras conectado a una toma de corriente, y sensores que generalmente están conectados al monitor. El dispositivo sanitario de Guler utilizará transferencia de energía inalámbrica. También estará conectado a Internet de forma inalámbrica, por lo que una alarma en un monitor en el consultorio de un médico o en la aplicación de un teléfono inteligente notificará al personal médico y a los miembros de la familia si el nivel de oxígeno del bebé comienza a descender.

El dispositivo está diseñado para medir PO2, o la presión parcial de oxígeno, que indica la cantidad de oxígeno disuelto en la sangre, un indicador más preciso de la salud respiratoria que una simple medición de la saturación de oxígeno, que se puede tomar fácilmente con un dispositivo de oximetría de pulso sujetado suavemente con un dedo. Y medir el nivel de PO2 a través de un dispositivo no invasivo adherido a la piel es tan preciso como un análisis de sangre.

El monitor de oxígeno portátil para bebés también sería útil para adultos, especialmente personas con asma grave y personas mayores con EPOC, o enfermedad pulmonar obstructiva crónica, que es un incurable, enfermedad pulmonar progresiva y la tercera causa principal de muerte en los Estados Unidos, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades. Guler modificará el wearable para adultos, y cree una aplicación de teléfono inteligente relacionada, en otra fase de su investigación.

Guler está colaborando con Pratap Rao, profesor asociado de ingeniería mecánica en WPI, y Lawrence Rhein, MARYLAND, presidente del departamento de pediatría y profesor asociado de la Facultad de Medicina de la Universidad de Massachusetts. Ian Costanzo y Devdip Sen, ambos estudiantes graduados en ingeniería eléctrica e informática en WPI, también están trabajando con Guler para crear un chip que eventualmente actuará como el corazón del dispositivo portátil.

"El concepto de la tecnología es que si tenemos datos más accesibles para una persona de cualquier edad, podremos atender mejor a estos pacientes, "dijo Rhein, quien ha estado asesorando a Guler sobre lo que se necesita en un hospital y en el hogar. "La idea de no invasivo, sin ataduras la recopilación de datos accesible abre un mundo de atención completamente nuevo ".

El chip, diseñado para funcionar dentro del monitor de oxígeno portátil, activa los sensores ópticos, captura señales analógicas del sensor, maneja la administración de energía, y contiene los circuitos necesarios. Guler y el equipo han diseñado a medida los circuitos individuales, tales como circuitos de captura de señal y circuitos de excitación para circuitos de lectura basados ​​en ópticas. En la siguiente fase del proyecto de investigación, planean equipar el chip con más circuitos para digitalizar las señales analógicas, transmitir los datos capturados y digitalizados, y crear energía a partir de un enlace inalámbrico. En ese punto, será un sistema completo en el chip.

En una colaboración interdepartamental, Guler and Rao are creating miniaturized thin and flexible sensors for the wearable healthcare devices so they will be comfortable and secure on the babies while they're moving.

The team has written four papers (two more papers are in preparation about their research) focusing separately on miniaturizing devices, creating the prototype, oxygen measurement techniques, and building the chip. Three of the papers are under review. Uno, titled "A Prototype Towards a Transcutaneous Oxygen-Sensing Wearable, " was presented at the Biomedical Circuits and Systems Conference, or BioCAS 2019, in Nara, Japan in October.