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“药丸”设备可监测呼吸和心率

2023.11.21

原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/11/512767.shtm

美国科学家开发出一种可食用的“药丸”监测系统，能从人体内部监测呼吸和心率等生命体征。该工具能为有阿片类药物过量使用风险的人提供方便有效的监测，相关研究11月18日发表于应用技术研究期刊Device。

近年来，科学家们一直在开发可食用设备。与心脏起搏器等植入式装置不同，可食用装置使用方便，不需要外科手术。例如，医生会在使用药丸大小的可食用相机进行结肠镜检查。

在不去医院的情况下，提高诊断和监测多种疾病的能力，可为患者提供更多医疗保健机会。”该论文第一作者、美国麻省理工学院机械工程系副教授、布莱根妇女医院胃肠病学家Giovanni Traverso说。

生命体征监测药丸（VM药丸）可以监测与呼吸和心脏跳动有关的身体的微小振动，例如这种药丸可以从消化道内部检测出一个人是否停止呼吸。为了测试VM药丸，研究小组把其放在被麻醉的猪的胃里，然后，研究人员给猪注射了一剂芬太尼，这让猪停止呼吸。人类过量服用芬太尼也会发生这种情况。结果显示，该设备能实时测量猪的呼吸频率，并提醒研究人员尽快处理相关情况。

该团队还首次在人类身上测试了该设备。他们给那些正在接受睡眠呼吸暂停评估的人使用了VM药丸。睡眠呼吸暂停是一种睡眠期间呼吸反复停止和开始的疾病。许多患有这种疾病的人从未得到有效诊断，部分原因是诊断这种疾病需要让患者进入睡眠实验室，以监测在睡眠中的生命体征。

“使用可食用装置，病人需要做的就是吞下它，就像吃药那样。”论文共同作者、马萨诸塞州医疗设备开发商Celero Systems创始人Benjamin Pless说，“而且使用可食用设备的成本比传统医疗设备要便宜得多。鉴于我们对阿片类药物安全性的兴趣，我们注意到睡眠呼吸暂停与阿片类药物引起的呼吸抑制有很多相同的症状。”

研究人员给西弗吉尼亚大学的10名睡眠呼吸暂停患者使用了VM药丸。该设备能够检测到参与者的呼吸何时停止，并以92.7%的准确率监测呼吸率。与外部生命监护仪相比，VM药丸监测心率的准确率至少达到96%。试验还表明，该装置是安全的，所有参与者在实验后的几天内都排出了该装置。

“与我们在睡眠实验室进行的临床标准研究相比，VM药丸监测的准确性和相关性都非常出色。”论文共同作者、西弗吉尼亚大学洛克菲勒神经科学研究所神经科学家Ali Rezai说，“无需电线、导线或医疗技术人员，远程监测患者关键生命特征的能力，为在自然环境中而不是在诊所或医院环境中，监测疾病打开了大门。”

Traverso说，目前的VM药丸能在人体内停留大约一天，但未来他们可以对该设备进行升级，使其能停留更长时间，并能够在检测到阿片类药物使用过量等症状后，自动输送缓解药物。“在未来，阿片类药物过量者，以及其他呼吸和心脏疾病等患者，均能从这种可食用的设备中受益。”Traverso说。