Проглатываемое электронное устройство обнаруживает у пациентов угнетение дыхания

Прочитано: 81 раз(а)


Диагностика нарушений сна, таких как апноэ во сне, обычно требует, чтобы пациент провел ночь в лаборатории сна, подключенной к различным датчикам и мониторам. Исследователи из Массачусетского технологического института, Celero Systems и Университета Западной Вирджинии надеются сделать этот процесс менее интрузивным, используя разработанную ими проглатываемую капсулу, которая может отслеживать жизненно важные показатели изнутри желудочно-кишечного тракта пациента.

Капсула размером с поливитамин использует акселерометр для измерения частоты дыхания и сердечного ритма пациента. По словам исследователей , помимо диагностики апноэ во сне , устройство также может быть полезно для выявления передозировки опиоидов у людей из группы высокого риска.

«Это захватывающее мероприятие, помогающее людям поставить диагноз и затем получить соответствующее лечение, если они страдают обструктивным апноэ во сне », — говорит Джованни Траверсо, доцент кафедры машиностроения Массачусетского технологического института и гастроэнтеролог из Бригама и женской больницы.

«Устройство также обладает потенциалом для раннего обнаружения изменений в респираторном статусе, будь то в результате употребления опиатов или других состояний, которые можно контролировать, таких как астма или хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ)».

В исследовании с участием 10 добровольцев ученые показали, что капсулу можно использовать для мониторинга жизненно важных функций и выявления эпизодов апноэ во сне, которые возникают, когда пациент неоднократно останавливается и начинает дышать во время сна. У пациентов не было выявлено каких-либо побочных эффектов от капсулы, которая безвредно прошла через пищеварительный тракт.

Траверсо является одним из старших авторов исследования вместе с Робертом Лангером, профессором Института Массачусетского технологического института и членом Института Коха Массачусетского технологического института по интегративным исследованиям рака; Виктор Финомор, директор Исследовательского центра человеческой деятельности и прикладной нейробиологии Медицинской школы Университета Западной Вирджинии; и Али Резай, директор Рокфеллеровского института нейробиологии медицинского факультета Университета Западной Вирджинии. Статья опубликована в журнале Device.

Измерения жизненно важных показателей

За последнее десятилетие Траверсо и Лангер разработали целый ряд сенсоров, которые можно использовать для мониторинга жизненно важных функций и диагностики нарушений желудочно-кишечного тракта, таких как замедление работы желудочно-кишечного тракта и воспалительные заболевания кишечника .

Это новое исследование было сосредоточено на измерении жизненно важных показателей с использованием капсулы, разработанной Celero Systems, которая включает в себя акселерометр, который обнаруживает небольшие движения, вызванные биением сердца и расширением легких. Капсула также содержит две небольшие батареи и беспроводную антенну, передающую данные на внешнее устройство, например ноутбук.

В ходе испытаний на животных моделях исследователи обнаружили, что эта капсула может точно измерять частоту дыхания и пульса. В одном эксперименте они показали, что датчик может обнаружить снижение частоты дыхания, вызванное большой дозой фентанила, опиоидного препарата.

Основываясь на этих результатах, исследователи решили продолжить тестирование капсулы в клинических испытаниях в Рокфеллеровском институте нейробиологии Университета Западной Вирджинии. За десятью пациентами, принявшими участие в исследовании, наблюдали с помощью капсул, принимаемых внутрь, и эти пациенты также были подключены к датчикам, обычно используемым для мониторинга сна, поэтому исследователи могли сравнивать измерения обоих типов датчиков.

Исследователи обнаружили, что их проглатываемый датчик способен точно измерять как частоту дыхания, так и частоту сердечных сокращений , а также обнаружил эпизод апноэ во сне, который испытал один из пациентов.

«Мы смогли показать, что с помощью капсулы мы можем собирать данные, соответствующие тем, которые собирают традиционные трансдермальные датчики», — говорит Траверсо. «Мы также заметили, что капсула может обнаруживать апноэ, и это было подтверждено стандартными системами мониторинга, доступными в лаборатории сна».

В этом исследовании ученые отслеживали сигналы, излучаемые капсулой, пока она находилась в желудке, но в предыдущем исследовании они показали, что жизненно важные показатели можно также измерить и в других частях желудочно-кишечного тракта.

«Желудок обычно дает одни из лучших сигналов, главным образом потому, что он расположен близко к сердцу и легким, но мы знаем, что можем чувствовать их и в других местах», — говорит Траверсо.

Ни один из пациентов не сообщил о каком-либо дискомфорте или вреде от капсулы. Рентгенографическое исследование, проведенное через 14 дней после приема капсул, показало, что все они прошли через тела пациентов. Предыдущая работа исследовательской группы показала, что объекты одинакового размера обычно проходят через пищеварительный тракт чуть больше, чем за сутки.

Тщательный мониторинг

Исследователи предполагают, что этот тип датчика можно будет использовать для диагностики апноэ во сне менее интрузивным способом, чем используемые сейчас кожные датчики. Его также можно использовать для наблюдения за пациентами, когда они начинают лечение апноэ, чтобы убедиться в эффективности лечения.

Celero Systems, компания, основанная Траверсо, Лангером, Джереми Раскином, профессором медицины Гарвардской медицинской школы, и Бенджамином Плессом, ныне генеральным директором компании, сейчас работает над датчиками, которые можно было бы использовать для обнаружения апноэ во сне или передозировки опиоидов.

«Мы знаем, что люди, перенесшие передозировку, подвергаются более высокому риску рецидива, поэтому за этими людьми можно наблюдать более внимательно, чтобы в случае новой передозировки кто-то мог им помочь», — говорит Траверсо.

В будущей работе исследователи надеются включить в устройство агент, предотвращающий передозировку, такой как налмефен, чтобы высвобождение препарата вызывалось, когда частота дыхания человека замедлялась или прекращалась. Они также работают над стратегиями, позволяющими продлить время, в течение которого капсулы могут оставаться в желудке.

Среди авторов статьи также Плесс, Джеймс Махони, Джастин Купек, Роберт Стэнсбери, Дэниел Бэчер, Шеннон Шютц и Элисон Хейворд.

Проглатываемое электронное устройство обнаруживает у пациентов угнетение дыхания



Новости партнеров