Cada año, 15 millones de bebés nacen demasiado pronto, y 1 millón nunca llega a su próximo cumpleaños. Y en entornos de bajos recursos, el pronóstico es aún más grave. La mitad de los bebés nacidos a las 32 semanas o antes morirán;mientras que en entornos de altos recursos, casi todos estos bebés sobreviven.
Para ayudar a cerrar esta brecha, un equipo interdisciplinario de investigadores de la Universidad de Northwestern ha desarrollado un nuevo sistema de monitoreo inalámbrico, con batería y asequible para bebés recién nacidos que se puede implementar fácilmente para proporcionar atención de grado clínico en casi cualquier entorno.
Los nuevos dispositivos también superan las capacidades de las tecnologías de monitoreo por cable existentes para proporcionar información más allá de los signos vitales tradicionales, como el llanto, el movimiento, la orientación del cuerpo y los sonidos del corazón. Estos sensores suaves y flexibles también son mucho más suaves en la piel frágil de los recién nacidos, ysus capacidades inalámbricas permiten un mayor contacto piel con piel con los padres.
Esta tecnología no solo puede reducir los riesgos al monitorear a los bebés prematuros, sino que también puede monitorear a las mujeres embarazadas durante el parto para garantizar un parto saludable y seguro y reducir los riesgos de mortalidad materna. Al monitorear de cerca a los pacientes más vulnerables, los médicos pueden ser alertados deintervenir antes de que el bebé o la madre se enfermen gravemente.
Los detalles sobre la tecnología se publicarán el 11 de marzo en la revista medicina natural , con extensas pruebas en recién nacidos en Ann & Robert H. Lurie Children's Hospital de Chicago y Prentice Women's Hospital en Chicago. Los sensores descritos en el documento también ahora se están probando en recién nacidos en el Hospital Universitario Aga Khan de Nairobi, Kenia y en embarazadasmadres en el Hospital Universitario de Enseñanza en Lusaka, Zambia.
'Del hospital al hogar al campo'
Dirigido por John A. Rogers de Northwestern, pionero en el campo emergente de la electrónica biointegrada, el equipo de investigación desarrolló los sensores el año pasado y los probó en bebés en los Estados Unidos. Ahora, con el apoyo de Bill y Melinda GatesFoundation y Save the Children, su equipo está implementando los dispositivos internacionalmente, comenzando con hospitales en Ghana, India, Kenia y Zambia.
"Diseñamos nuestra tecnología para ofrecer capacidades de monitoreo asequibles y de grado clínico para usar en cualquier parte del mundo, desde el hospital hasta el hogar y el campo", dijo Rogers. "Usando conceptos avanzados en electrónica suave, logramos dispositivos queson seguros, fáciles de usar y centrados en el paciente. Incluimos en nuestra investigación un enfoque en características para permitir la aplicación en entornos de bajos recursos en el mundo en desarrollo, donde este tipo de tecnología tiene el mayor potencial para mejorar y posiblemente salvar vidas ".
"La nueva tecnología representa un avance monumental en la atención neonatal y pediátrica", dijo la Dra. Debra Weese-Mayer, pediatra en medicina autonómica de la Facultad de medicina Feinberg de la Universidad Northwestern, quien dirigió el estudio junto con Rogers. "no se trata estrictamente de hacer que los sistemas de cuidados críticos sean 'inalámbricos', se trata de pensar de manera expansiva sobre qué variables no tradicionales necesitamos incorporar para estudiar más a fondo la salud y garantizar la estabilidad ".
Rogers es el Profesor de Simpson y Kimberley Querrey de Ciencia e Ingeniería de Materiales e Ingeniería Biomédica en la Escuela McCormick de Ingeniería de Northwestern y profesor de cirugía neurológica en Feinberg. También es director ejecutivo del Instituto de Bioelectrónica Querrey Simpson en Northwestern.Weese-Mayer es profesora de medicina autonómica pediátrica de Beatrice Cummings Mayer en Feinberg y jefa de medicina autonómica pediátrica en el Hospital de Niños Lurie.
confiable en áreas sin potencia estable
El nuevo estudio se basa en investigaciones anteriores realizadas en el laboratorio de Rogers. En febrero pasado, Rogers y sus colaboradores publicaron los resultados de un estudio realizado en el Hospital de Niños Lurie y el Hospital de Mujeres Prentice en Chicago. Aquí, los investigadores probaron un par de baterías inalámbricassensores libres y flexibles en bebés prematuros. Los sensores demostraron ser tan precisos como los dispositivos de monitoreo tradicionales basados en cables que interfieren con los abrazos y la unión física entre padres y bebés.
Para trasladar estas plataformas de Chicago al mundo en desarrollo, el equipo de Rogers agregó una batería pequeña, delgada y recargable para darle al dispositivo energía estable y confiable para operar en entornos rurales y mejorar el alcance de operación inalámbrica. El equipo también agregó máscapacidades de detección para controlar el llanto, el movimiento y los ruidos cardíacos.
"No podríamos simplemente dejar nuestra tecnología existente en otros países y diferentes entornos sin tener en cuenta sus necesidades específicas", dijo Rogers. "Queríamos entender el panorama más amplio y desarrollar una tecnología que sea fácil de usar, útil y práctico. Sabíamos que necesitábamos construir las bases para dispositivos reutilizables y muy robustos, aplicables en regiones con instalaciones y recursos limitados ".
"Algunas áreas experimentan apagones continuos todos los días y una cobertura desigual de Internet", dijo el Dr. Shuai Steve Xu, dermatólogo de Northwestern Medicine y coautor del estudio que lidera el despliegue del sistema en el terreno ".estas áreas necesitan un dispositivo práctico que funcione y sea más barato de fabricar "
Los sensores envían datos a dispositivos móviles
Los sensores usan frecuencias de radio para transmitir de forma inalámbrica los datos del bebé a las pantallas de la estación de enfermeras. También pueden enviar datos directamente a un teléfono inteligente o tableta.
"La belleza de la tecnología es que puede funcionar con una amplia gama de dispositivos móviles sin sacrificar la precisión, en relación con los sistemas más sofisticados utilizados en los hospitales de hoy en día", dijo Xu. "No se necesita un equipo costoso que requierabioingeniero especializado y departamento de TI para instalar. Extrae su dispositivo móvil, se conecta a nuestros sensores y se ocupa de los pacientes ".
Implementando tecnología en el extranjero
Xu, director médico del Instituto Querrey Simpson de Bioelectrónica, profesor asistente de dermatología y pediatría en Feinberg y profesor asistente de ingeniería biomédica en McCormick, ha pasado los últimos seis meses liderando un equipo de ingenieros en la configuración de la tecnologíaen hospitales en Kenia y Zambia, trabajando con enfermeras y médicos. El programa incluirá la prueba de los sensores en 15,000 mujeres embarazadas y 500 recién nacidos para mediados de 2021.
"Este es un esfuerzo de equipo de colaboración", dijo Xu. "Hemos pasado mucho tiempo trabajando y escuchando a médicos, enfermeras y trabajadores de la salud en cada lugar. Queremos asegurarnos de que nuestra tecnología sea útil yayuda a resolver los problemas que enfrentan todos los días. Ha sido increíblemente motivador "
Hasta ahora, 42 bebés en Kenia han usado los sensores inalámbricos junto con los sistemas de monitoreo tradicionales estándar de oro para que los investigadores puedan hacer una comparación cuantitativa lado a lado. Después de validar el dispositivo en el Hospital Universitario Aga Khan, el equipo planeatrasladar la tecnología a hospitales de bajos recursos en África rural, donde la necesidad es mayor.
"La urgencia de necesidad en Nairobi es significativa, pero nada comparado con eso en las áreas rurales", dijo Rogers. "Hay margen de mejora en todas partes, pero el valor agregado de hacer que los sistemas de monitoreo de atención médica sean mucho más altos en estosajustes "
Colaborando con enfermeras en el extranjero
Rogers y Xu dijeron que los comentarios iniciales de las enfermeras del hospital han sido invaluables. Los sensores funcionan en pares, uno en el pecho y otro envuelto alrededor de un pie. En una versión anterior de la tecnología, las enfermeras temían que el sensor de pecho pudiera serdemasiado grande para recién nacidos pequeños y frágiles. Rogers y su equipo respondieron de inmediato a esta retroalimentación para hacer un dispositivo de cofre más pequeño y delgado.
"Las enfermeras han estado entusiasmadas con la nueva iteración", dijo Rogers. "Estas últimas plataformas también nos están dando excelentes datos. Cuando colocamos el sensor en el bebé, comienza a funcionar de inmediato, en casi cualquier entorno o ubicación".
Las enfermeras también han tenido problemas para perfeccionar la alineación del sensor de pie. Si el sensor no está correctamente envuelto alrededor del pie, entonces los datos no son tan precisos.
"Se necesita algo de práctica para alinear rápidamente el sensor de pie", dijo Rogers. "Así que diseñamos un sistema que se ilumina en rojo, amarillo o verde, incorrecto, cerrado o en el lugar correcto, dependiendo de la precisión dela alineación, para proporcionar retroalimentación al cuidador "
'Las madres aman nuestros sensores'
El equipo también recibió comentarios alentadores de los padres, que se benefician de más vínculos físicos o "cuidado canguro". Dennis Ryu, un estudiante de doctorado en el laboratorio de Rogers, pasó seis semanas en el hospital de la Universidad de Aga Khan enNairobi, Kenia y University Teaching Hospital en Lusaka, Zambia, con planes de regresar esta primavera.
"Las madres adoran nuestros sensores porque pueden tener más contacto piel con piel con sus bebés", dijo Ryu. "El cuidado de los canguros tiene profundos beneficios para la madre y el bebé, que incluyen la unión, un mejor sueño y menos estrés".
"Las sugerencias provienen directamente de hablar con personas en el suelo y observar directamente cómo se usan nuestros sensores", agregó Xu. "Realmente es un flujo de información bidireccional".
¿Qué sigue?
Con una licencia exclusiva para la tecnología de Northwestern, Rogers y Xu lanzaron Sibel Health para escalar la tecnología y obtener la aprobación de la FDA a finales de este año, con un enfoque en la salud materna, fetal, neonatal y pediátrica. Más recientemente, Sibel anunció unasociación estratégica con Dräger, una compañía internacional líder en tecnología médica y de seguridad que se enfoca en productos que protegen, respaldan y salvan vidas.
A continuación, Rogers y Xu planean incorporar inteligencia artificial en los sensores para extraer información de los datos y proporcionar recomendaciones de atención a los profesionales de la salud.
"Estos sistemas están generando medio gigabyte de datos para un paciente al día. Esa es una gran cantidad de información fisiológica", dijo Xu. "Nos gustaría utilizar algoritmos clínicamente validados que podrían, por ejemplo, decirnos si un bebées probable que desarrolle sepsis en las próximas 24 horas en función de sus señales vitales. Entonces podríamos tener ventiladores y antibióticos listos para aumentar la atención de manera casi proactiva. Para las mujeres embarazadas, estamos trabajando con el Dr. Jeffrey Stringer, el director de la divisiónde Global Women's Health en la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill, con fondos de la Fundación Bill y Melinda Gates para identificar más rápidamente las señales de peligro en entornos de bajos recursos ".
Rogers estima que estos nuevos sensores inalámbricos podrían aparecer en hospitales de EE. UU. Dentro del próximo año. Su equipo también espera enviar sensores a más hospitales en países de todo el mundo como parte de un esfuerzo internacional en curso para mejorar el monitoreo de la atención médica asequible.
"Creemos que nuestra tecnología podría mejorar significativamente la calidad de la atención neonatal en todo el mundo", dijo Rogers. "Pensamos en términos de una 'UCIN del futuro' disponible en cualquier lugar".
"La visión es audaz", dijo Xu. "Queremos ver estos sensores en todos los países, monitoreando el primer latido hasta el último en nuestros pacientes más vulnerables".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad del Noroeste . Original escrito por Amanda Morris. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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