Исследователи из Японии разработали первые носимые устройства для точного мониторинга желтухи, пожелтения кожи, вызванного повышенным уровнем билирубина в крови, что может вызвать тяжелые заболевания у новорожденных. Желтуху можно легко вылечить, облучив ребенка синим светом, который расщепляет билирубин и выводится с мочой. Однако само лечение может нарушить время склеивания, вызвать обезвоживание и повысить риск аллергических заболеваний. Неонатальная желтуха является одной из основных причин смерти и повреждения головного мозга у младенцев в странах с низким и средним уровнем доходов.
Чтобы решить сложный баланс управления точным количеством синего света, необходимым для противодействия точному уровню билирубина, исследователи разработали первый носимый датчик для новорожденных, который способен непрерывно измерять билирубин. Помимо определения билирубина, устройство может одновременно определять частоту пульса и насыщение крови кислородом в режиме реального времени.
Команда под руководством Хироки Ота, доцента кафедры машиностроения Высшей школы системной интеграции Йокогамского национального университета, и Шуичи Ито, профессора кафедры педиатрии Высшей школы медицины городского университета Иокогамы, опубликовала свои результаты 3 марта в журнале Science Advances.
"Мы разработали первое в мире носимое многофункциональное устройство для новорожденных, которое может одновременно измерять желтуху новорожденных, сатурацию крови кислородом и частоту пульса," Сказал Ота, отметив, что желтуха встречается у 60-80% всех новорожденных. "Мониторинг желтухи в режиме реального времени имеет решающее значение для ухода за новорожденными. Непрерывное измерение уровня билирубина может способствовать улучшению качества фототерапии и результатов лечения пациентов."
В настоящее время медицинские работники используют портативные билирубинометры для измерения уровня билирубина, но нет устройства, которое могло бы одновременно измерять желтуху и жизненно важные показатели в режиме реального времени.
"В этом исследовании нам удалось уменьшить устройство до размера, который можно носить на лбу новорожденного ребенка," Ота сказал. "Добавив к устройству функцию пульсоксиметра, можно легко определить несколько жизненно важных функций."
Устройство прикреплено ко лбу ребенка с помощью силиконового интерфейса и оснащено линзой, способной эффективно передавать свет на кожу новорожденного через светоизлучающие диоды с батарейным питанием, обычно известные как светодиоды.
"На данном этапе используются батарейки типа «таблетка», а общая форма очень толстая," Ота сказал. "В будущем необходимо будет еще больше уменьшить толщину и вес за счет использования тонкопленочных аккумуляторов и органических материалов."
Исследователи протестировали устройство на 50 младенцах и обнаружили, что устройство в настоящее время недостаточно точное, чтобы его хватило для принятия клинических решений. По словам Ота, они уменьшат толщину и увеличат гибкость устройства, а также улучшат силиконовый интерфейс, чтобы облегчить лучший контакт с кожей.
В будущем исследователи планируют разработать комбинированный подход к лечению, который сочетает носимый билирубинометр с устройством для фототерапии, чтобы оптимизировать количество и продолжительность световой терапии на основе непрерывных измерений уровня билирубина.