Un equipo interdisciplinario de la Universidad de Northwestern ha desarrollado un par de sensores inalámbricos suaves y flexibles que reemplazan la maraña de sensores basados en cables que actualmente monitorean a los bebés en las unidades de cuidados intensivos neonatales UCIN de los hospitales y representan una barrera para los abrazos entre padres y bebés.unión física.
El equipo completó recientemente una serie de primeros estudios en humanos sobre bebés prematuros en el Hospital de Mujeres Prentice y el Hospital de Niños Ann & Robert H. Lurie de Chicago. Los investigadores concluyeron que los sensores inalámbricos proporcionaron datos tan precisos como los de los sistemas de monitoreo tradicionalesLos parches inalámbricos también son más suaves en la piel frágil de un recién nacido y permiten un mayor contacto de piel a piel con los padres. Los sensores existentes deben estar unidos con adhesivos que pueden cicatrizar y ampollar la piel de los recién nacidos prematuros.
El estudio, que involucra a científicos de materiales, ingenieros, dermatólogos y pediatras, se publicará el 1 de marzo en la revista ciencia .
El estudio incluye datos iniciales de más de 20 bebés que usaron los sensores inalámbricos junto con los sistemas de monitoreo tradicionales, por lo que los investigadores del Noroeste podrían hacer una comparación cuantitativa lado a lado. Desde entonces, el equipo ha realizado pruebas exitosas con más de 70bebés en la UCIN.
"Queríamos eliminar el nido de cables y adhesivos agresivos de la rata asociados con los sistemas de hardware existentes y reemplazarlos con algo más seguro, más centrado en el paciente y más compatible con la interacción entre padres e hijos", dijo John A. Rogers, un bio-pionero de la electrónica, que dirigió el desarrollo de la tecnología. "Pudimos reproducir toda la funcionalidad que los sensores actuales basados en cables proporcionan precisión de grado clínico. Nuestros dispositivos inalámbricos, sin batería, similares a la piel no dan nada en términos de alcancede medición, precisión y precisión, e incluso proporcionan mediciones avanzadas que son clínicamente importantes pero que no se recopilan comúnmente ".
Rogers es el Profesor de Ciencia e Ingeniería de Materiales e Ingeniería Biomédica Louis Simpson y Kimberly Querrey en la Escuela de Ingeniería McCormick y profesor de cirugía neurológica en la Facultad de Medicina Feinberg. Co-dirigió la investigación con la Dra. Amy Paller,presidente del departamento de dermatología, profesor de dermatología Walter J. Hamlin y profesor de pediatría en Feinberg, y el Dr. Shuai Steve Xu, instructor de dermatología en Feinberg y dermatólogo de Northwestern Medicine.
cortar los cables
La masa de cables que rodean a los recién nacidos en la UCIN a menudo es más grande que los propios bebés. Por lo general, cinco o seis cables conectan electrodos en cada bebé a los monitores de respiración, presión arterial, oxígeno en la sangre, latidos cardíacos y más. Aunque estos cables aseguransalud y seguridad, limitan los movimientos del bebé y representan una barrera importante para la vinculación física durante un período crítico de desarrollo.
"Sabemos que el contacto de piel a piel es muy importante para los recién nacidos, especialmente aquellos que están enfermos o prematuros", dijo Paller, dermatólogo pediátrico de Lurie Children's. "Se ha demostrado que disminuye el riesgo de complicaciones pulmonares,problemas hepáticos e infecciones. Sin embargo, cuando tienes cables en todas partes y el bebé está atado a una cama, es realmente difícil hacer contacto piel con piel ".
Nueva madre frustrada por la incapacidad de sostener a su recién nacido
La nueva madre Taschana Taylor está familiarizada con esa frustración. Después de una cesárea de emergencia, la hija de Taylor, Grace, fue llevada de urgencia a la UCIN, donde permaneció durante tres semanas. Desesperada por unirse con su nuevo bebé, Taylor y su esposo se sintieron agotados cuandonavegando por los cables para brindarle a Grace la atención más básica. Grace se encuentra entre los 70 bebés que han participado en el estudio de comparación lado a lado hasta el momento.
"Tratar de alimentarla, cambiarla, envolverla, abrazarla y moverse con ella con los cables fue difícil", dijo Taylor. "Si no tuviera cables, podríamos dar un paseo por elhabitación juntos. Hubiera hecho que toda la experiencia fuera más agradable ".
Estresante y difícil sacar al bebé de la cuna
"Los giros que los padres y las enfermeras tienen que pasar solo para sacar al bebé de la cuna son asombrosos", dijo el coautor, el Dr. Aaron Hamvas, el Profesor de Neonatología Raymond y Hazel Speck Berry en Feinberg y jefe de división deneonatología en Lurie Children's.
"Los cables suben al monitor, bajan al bebé, tal vez atraviesan agujeros en una incubadora", dijo Hamvas. "Las enfermeras y los padres intentan agrupar a los bebés, para que no se les caiga nada accidentalmente".o fuera de la pared. Es muy, muy engorroso y estresante. Si el bebé estuviera totalmente libre de obstáculos, sería tremendamente más eficiente y menos propenso a problemas ".
"Cualquier persona que haya tenido la experiencia de ingresar a una UCIN se da cuenta de inmediato de cuán pequeños son los bebés y cuántos cables y electrodos están conectados a ellos", dijo la coautora Dra. Debra Weese-Mayer, profesora de Beatrice Cummings Mayer de"Pediatric Autonomic Medicine en Feinberg y jefe de Pediatric Autonomic Medicine en Lurie Children's". La oportunidad de conectarse a la red inalámbrica tiene un enorme potencial para disminuir la carga para las enfermeras, los bebés y los padres ".
yendo más allá de las posibilidades actuales
Los beneficios de la nueva tecnología del equipo de Northwestern van más allá de su falta de cables, midiendo más de lo que es posible con los estándares clínicos actuales.
Los sensores inalámbricos duales monitorean los signos vitales de los bebés - frecuencia cardíaca, frecuencia respiratoria y temperatura corporal - desde los extremos opuestos del cuerpo. Un sensor se extiende a través del pecho o la espalda del bebé, mientras que el otro sensor envuelve un pie.El sensor de pecho mide 5 centímetros por 2.5 centímetros; el sensor de pie mide 2.5 centímetros por 2 centímetros. Cada sensor pesa casi lo mismo que una gota de lluvia. Esta estrategia permite a los médicos reunir la temperatura central del bebé y la temperatura corporal de una región periférica.
"Las diferencias de temperatura entre el pie y el pecho tienen una gran importancia clínica para determinar el flujo sanguíneo y la función cardíaca", dijo Rogers. "Eso es algo que no se hace comúnmente hoy en día".
Los médicos también pueden medir la presión sanguínea rastreando continuamente cuándo el pulso sale del corazón y llega al pie. Actualmente, no hay una buena manera de obtener una medición confiable de la presión sanguínea. Un manguito de presión sanguínea puede magullar o dañar el frágil de un bebépiel. La otra opción es insertar un catéter en una arteria, lo cual es complicado debido al ligero diámetro de los vasos sanguíneos de un recién nacido prematuro. También presenta un riesgo de infección, coagulación e incluso la muerte.
"Nos estamos perdiendo una gran cantidad de información donde puede haber variaciones en la presión arterial en el transcurso del día", dijo Hamvas. "Estas variaciones en la presión arterial pueden tener un impacto significativo en los resultados".
El dispositivo también podría ayudar a llenar los vacíos de información que existen durante el contacto de piel a piel. Si los médicos pueden continuar midiendo los signos vitales de los bebés mientras los sostienen sus padres, podrían aprender más sobre cuán crítico podría ser este contacto.
Transparente y compatible con imágenes, los sensores también se pueden usar durante radiografías, resonancias magnéticas y tomografías computarizadas. "Los cables no son solo un impedimento físico para interactuar con el bebé, sino que también interrumpen las imágenes si se dejan en su lugar", dijo Paller."La tecnología se ha desarrollado para que pueda tomar imágenes con los sensores en su lugar y continuar monitoreando al bebé".
Ahorro de piel 'increíblemente frágil'
El manguito de presión arterial no es la única parte potencialmente dañina de la tecnología actual. Muchos bebés prematuros sufren lesiones en la piel debido a la cinta adhesiva que adhiere los cables al cuerpo. La cinta puede causar irritación de la piel, ampollas y, en última instancia, infecciones.en algunos casos, este daño puede provocar cicatrices de por vida.
"La piel de los bebés prematuros no está completamente desarrollada, por lo que es increíblemente frágil", dijo Paller. "De hecho, el grosor de la piel en los bebés prematuros se reduce en un 40 por ciento. Cuanto más prematuro se vuelve, más frágil es la pielse convierte. Eso significa que tenemos que tener mucho cuidado "
El equipo de Northwestern ha estudiado a 70 bebés en la UCIN hasta el momento y no ha encontrado signos de daños en la piel por los sensores inalámbricos. El secreto para salvar la piel del sensor radica en su naturaleza liviana, geometría delgada y mecánica suave. El dispositivo delgado como el papel eshecho de silicona elástica suave y biocompatible que incorpora una colección de pequeños componentes electrónicos conectados con cables elásticos que se mueven y flexionan con el cuerpo.
Rogers trabajó con un colaborador de muchos años y experto en electrónica teórica y mecánica teórica, Yonggang Huang, para lograr un diseño óptimo. Huang es profesor de Ingeniería Civil y Ambiental e Ingeniería Mecánica de Walter P. Murphy y profesor de ciencia e ingeniería de materiales en McCormick de NorthwesternColegio.
"Si nos fijamos en la década de 1960, el enfoque básico para monitorear a los bebés es esencialmente el mismo que es hoy", dijo Rogers. "Son sensores pegados, cables a cajas externas de electrónica. Eso es todo lo que se ha hecho alguna vez.
"La resistencia del adhesivo requerida para mantener nuestro dispositivo liviano en la piel es mucho menor que la de los tipos de adhesivos necesarios para mantener una interfaz entre un sensor cableado y una caja externa", continuó Rogers. "No hemos visto ningúnefectos secundarios adversos en nuestro estudio, ni siquiera un indicio de lesión en la piel, incluso en los bebés más frágiles ".
El sensor inalámbrico se comunica a través de un transmisor colocado debajo del colchón de la cuna. Usando frecuencias de radio de la misma intensidad que las de las etiquetas RFID, la antena transmite datos a pantallas en la estación de enfermeras. Aunque puede esterilizarse y reutilizarse, el sensor eslo suficientemente barato alrededor de $ 10 que simplemente puede desecharse después de 24 horas y reemplazarse por uno nuevo para eliminar cualquier riesgo de infección.
¿Cuándo aparecerán los sensores inalámbricos en los hospitales de EE. UU.?
Rogers estima que sus sensores inalámbricos aparecerán en hospitales estadounidenses en los próximos dos o tres años. Con el apoyo de dos organizaciones sin fines de lucro importantes, el equipo de Rogers espera enviar sensores a decenas de miles de familias en países en desarrollo durante el próximo año comoparte de un esfuerzo internacional.
"Estamos orgullosos del hecho de que esta tecnología no se limita solo a las UCIN avanzadas en los países desarrollados", dijo Xu. "La tecnología se puede adaptar con una modificación mínima para entornos de bajos recursos".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad del Noroeste . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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