Улькухан Гулер, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники и директор Лаборатории интегральных схем и систем WPI, возглавляет проект, направленный на то, чтобы позволить больным, госпитализированным младенцам быть отвязанными от проводных датчиков, чтобы их можно было легче и чаще обследовать, удерживать. и даже отпустили домой. Гулер и ее команда разработали миниатюрный кислородный монитор для младенцев, который измеряет газы крови, диффундирующие через кожу, и передает данные по беспроводной сети.
«Продолжительное пребывание в больнице обходится дорого и может обременить семьи», – сказал Гюлер. "Исследования показали, что здоровье младенцев улучшается, когда они находятся со своими семьями. Наша цель с этим доступным мобильным устройством – предоставить врачам больше возможностей для наблюдения за своими пациентами как в больнице, так и дома."
Как правило, измерение уровней молекул кислорода чрескожно включает использование системы с примерно 5-фунтовым монитором, подключенным к электрической розетке, и датчиками, которые обычно подключаются к монитору. Медицинское устройство Гюлера будет использовать беспроводную передачу энергии. Он также будет подключен к Интернету по беспроводной сети, поэтому сигнал тревоги на мониторе в кабинете врача или в приложении для смартфона будет уведомлять медицинский персонал и членов семьи, если уровень кислорода у ребенка начинает падать.
Устройство предназначено для измерения PO2 или парциального давления кислорода, которое указывает количество кислорода, растворенного в крови – более точный показатель здоровья органов дыхания, чем простое измерение насыщения кислородом, которое можно легко измерить с помощью пульсоксиметрии. устройство аккуратно зажало на пальце.
А измерение уровня PO2 с помощью неинвазивного устройства, прикрепленного к коже, так же точно, как анализ крови.
Носимый детский кислородный монитор также будет полезен для взрослых, особенно для людей с тяжелой астмой и пожилых людей с ХОБЛ или хронической обструктивной болезнью легких, неизлечимой прогрессирующей болезнью легких и третьей по значимости причиной смерти в Соединенных Штатах, согласно данным Центры по контролю и профилактике заболеваний.
Гулер модифицирует носимые устройства для взрослых и создаст соответствующее приложение для смартфонов на другом этапе своего исследования.
Гулер сотрудничает с Пратапом Рао, доцентом кафедры машиностроения в WPI, и Лоуренсом Райном, доктором медицины, заведующим кафедрой педиатрии и доцентом Медицинской школы Массачусетского университета. Ян Костанцо и Девдип Сен, аспиранты в области электротехники и вычислительной техники в WPI, также работают с Гулером над созданием чипа, который в конечном итоге станет сердцем носимого устройства.
«Концепция технологии заключается в том, что, если у нас будет больше доступных данных для человека любого возраста, мы сможем лучше заботиться об этих пациентах», – сказал Райн, который консультировал Гюлера по поводу того, что необходимо в больнице и домашняя обстановка. "Идея неинвазивного, несвязанного и доступного сбора данных открывает целый новый мир медицинской помощи."
Микросхема, предназначенная для работы в переносном кислородном мониторе, активирует оптические датчики, улавливает аналоговые сигналы от датчика, управляет питанием и содержит необходимые схемы. Гулер и его команда разработали индивидуальные схемы, такие как схемы захвата сигналов и схемы драйверов для оптических схем считывания.
На следующем этапе исследовательского проекта они планируют оснастить микросхему большим количеством схем для оцифровки аналоговых сигналов, передачи захваченных и оцифрованных данных и создания мощности от беспроводной связи. На этом этапе это будет полноценная система на кристалле.
В рамках межведомственного сотрудничества Гюлер и Рао создают миниатюрные тонкие и гибкие датчики для носимых медицинских устройств, чтобы они были удобны и безопасны для младенцев во время движения.