在美國，每年有超過48萬名危重兒童在ICUs接受治療，其中包括體重只有500克的早產兒，然而，新生兒和兒童重癥監護室（分別為NICUs和PICUs）的標準臨床護理包括使用硬連線設備持續監測生命體征，這些設備粘附在皮膚上，在某些情況下，還可能涉及插入動脈的導管式壓力傳感器。這些系統可能導致醫源性皮膚損傷，使臨床護理復雜化，并阻礙父母和孩子之間的皮膚接觸（即袋鼠護理（KC））。
因此，一個能夠無創、連續、準確監測生命體征的無線系統，很有可能極大地提高新生兒和兒童重癥監護的安全性和有效性。
John A. Rogers等人在2019年發表在Science上的一項研究描述了一種柔軟的，類似于皮膚的電子系統，旨在解決這些未滿足的臨床需求。在NICU中的評估研究證實了可以對心率（HR），血液氧合（SpO2），溫度，呼吸頻率（RR）和脈搏波速度進行臨床準確測量的能力。但是，該系統受到以下因素的限制：（1）無線電源傳輸和數據通信的最大工作距離較短（?30 cm）；（2）存在機械脆弱性；（3）足夠，但測量能力范圍有限，（4）只能專門定制高級設備配置。
圖|Science
成果簡介：
有鑒于此，美國西北大學John A. Rogers、Jong Yoon Lee和芝加哥安&羅伯特·盧瑞兒童醫院Debra E.Weese-Mayer等人在先前的基礎上進行改進，繞過了上述的缺點并提供了額外的能力，如，電池和無線功率采集方案的改進，它不僅提供了與現有心率、呼吸率、溫度和血氧合臨床標準相等的測量，而且還提供了一系列重要的附加特征，包括：跟蹤運動和身體定位，量化皮膚對皮膚護理的生理益處，捕捉心臟活動的聲學特征，記錄與哭泣的音調和時間特征相關的發聲生物標記物，監測收縮壓的可靠替代物。
相關成果發表在Nature Medicine上，并作為本期的封面。
封面|Nature Medicine
圖|傳感器的設計
該新傳感器使用了藍牙技術，該技術允許信號傳輸的最大距離為10米。在3-20名新生兒中對傳感器進行了短期生命體征監測測試，并在50名新生兒中連續24小時評估了皮膚安全性。比較新的原型傳感器和當前的標準傳感器，作者發現兩者之間在60分鐘內心率，血氧飽和度和體溫的測量差異非常小，而呼吸速率和血壓的差異稍大（仍在建議范圍內）， 甚至在妊娠27周的早產兒也是如此。新型傳感器的其他顯著優勢包括連續使用24小時后可保持皮膚完整性，且無熱致損傷，并且對X射線等診斷成像研究無干擾。
圖|在新生兒上使用
技術與功能的改進
研究人員考慮了多種技術挑戰。對制造、傳感器尺寸和傳感器的耐水性的關注都增強了可用性。此外，這些傳感器還具有親膚特性和易剝離的粘合劑，不會引起明顯的皮膚病學反應。即使是極早產的新生兒也沒有反應。新生兒或兒童不可避免地需要在保持功能的同時適應新生兒和兒童連續運動的傳感器。新型傳感器具有檢測脈沖信號的能力，表明了其延展性和多功能性。
該系統的另一個特點是它具有監測心率變異性的能力，這可用于在明顯的疾病跡象變得明顯之前預測嬰兒的臨床狀況變化。而且，防水功能使其可以在早產兒孵化器的高濕度環境中使用。此外，藍牙技術提供的系統級集成可以減輕實用性問題。
圖|先進的監測模式
仍需改進
值得注意的是，盡管使用此傳感器獲得的測量值與使用標準傳感器獲得的測量值之間的絕對差在可接受的范圍內，但是某些參數的差異可能與血壓相對較低的極早產兒具有臨床相關性，因此有必要在實施之前進行進一步研究 ICU中的系統。此外，目前的測試僅限于生命參數相對正常的兒童。對于生命體征異常的兒童，還需要進一步測試，以確保結果保持相似。
小結：
總體而言，該研究描述了一種有前景的技術，可以徹底改變監測和人性化護理。他們已經對患者和父母友好的監控設備進行了試點測試，并提高了記錄更多信息的能力。它可以集成機器學習算法的多個輸出，以開發預測模型，在急性惡化發生之前就識別它們。
因此，這個無線監控系統展示了健康技術革命的許多標志。然而，在高資源設置和低資源設置中，測試和常規使用之間的路徑包括幾個可克服的挑戰。一旦這些都得到滿足，我們就會認為，這樣的系統只能帶來更好的結果，而未來十年的ICU可能會更令人欣慰。
參考文獻：
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