Nachrichten | Northwestern University entwickelt tragbares Gerät zur Echtzeitmessung der Stillmenge
Ein Team der Northwestern University hat ein tragbares Gerät entwickelt, das in Echtzeit misst, wie viel Milch ein Baby trinkt. Das weiche, bequeme Gerät nutzt Bioimpedanz, erfasst die Milchaufnahme während des Stillens kontinuierlich und sendet Daten in klinischer Qualität sofort an ein Smartphone oder Tablet.
Die Studie wird am 14, 2025 in Nature Biomedical Engineering veröffentlicht. Genauigkeit und klinische Machbarkeit wurden mit theoretischen Modellen, Labortests und praktischen Untersuchungen bei Müttern nach der Geburt bewertet.
Das Projekt leitete John A. Rogers, Professor für Materialwissenschaften und Ingenieurwesen, biomedizinische Ingenieurwissenschaften und neurologische Chirurgie an der Northwestern University sowie Direktor des Querrey Simpson Institute for Bioelectronics (QSIB). „Eltern und Ärzte konnten lange nicht genau bestimmen, wie viel Milch ein Baby beim Stillen aufnimmt“, sagte er. „Unser Gerät liefert sofortige Messungen im Krankenhaus oder zu Hause.“
Der mitkorrespondierende Autor Dr. Daniel Robinson, Neonatologe an der Feinberg School of Medicine der Northwestern University, sagte, die Technologie könne die Angst von Familien auf der neonatologischen Intensivstation (NICU) verringern und das Ernährungsmanagement bei gefährdeten Frühgeborenen verbessern. „Bisher mussten wir die Aufnahme durch Wiegen vor und nach dem Stillen schätzen, was umständlich ist. Der neue Sensor ist ein wichtiger Fortschritt für die Stillunterstützung.“
Das Projekt brachte Ingenieure, Kinderärzte und Neonatologen zusammen. Die QSIB-Postdoktoranden Jihye Kim, Seyong Oh und Jae-Young Yoo, inzwischen Assistenzprofessoren an Universitäten in Südkorea, wirkten an Design, drahtloser Elektronik und Datenanalyse mit. Raudel Avila von der Rice University, ehemaliger Doktorand der Northwestern University, leitete die computergestützte Modellierung und den Abgleich mit realen Daten.
Eine seit Langem bestehende klinische Versorgungslücke schließen
Die Studie begann vor vier Jahren, als Kinder- und Neugeborenenspezialisten des Lurie Children's Hospital of Chicago eine große Lücke bei der Überwachung des Stillens feststellten. Da die Milchübertragung unsichtbar ist und sich der Fluss ständig verändert, konnten frühere klinische Verfahren die Aufnahme nicht genau messen.
Die Kinderärztin Dr. Jennifer Wicks sagte, das Wiegen vor und nach dem Stillen liefere nur eine Schätzung und erfordere sperrige Geräte. Flaschenfütterung beeinträchtige Hautkontakt und natürliche Stimulation der Milchproduktion und könne das Kontaminationsrisiko bei Lagerung und Handhabung erhöhen.
Obwohl akademische Gruppen und Start-ups Lösungen untersucht haben, wurden nur wenige Technologien klinisch ausgereift und durch Peer-Review validiert. „Wir haben eine echte medizinische Lücke geschlossen“, sagte Rogers.
Durchbruch bei der Bioimpedanz nach dem Scheitern früherer Ansätze
Das Team erprobte zunächst optische Sensorik sowie die Überwachung von Saugen und Schlucken, doch tiefe Milchgänge und instabile Signale schränkten diese Methoden ein. Schließlich maßen die Forscher Veränderungen des Milchvolumens mittels Bioimpedanz.
Ein leichtes, flexibles Band wird um die Brust gelegt; Elektroden an beiden Enden senden einen schwachen, sicheren Strom. Wenn die Milchmenge beim Stillen abnimmt, ändern sich die elektrischen Eigenschaften der Brust, sodass das Gerät die Messwerte in Echtzeitdaten zum Milchvolumen umwandeln kann. Modelle des menschlichen Körpers und Simulationen bestätigten Genauigkeit und Reproduzierbarkeit.
Personalisierte Kalibrierung und langfristige Stabilität, besonders wertvoll auf der NICU
Um Unterschiede in Brustform und Gewebedichte zu berücksichtigen, benötigt das Gerät nur eine Kalibrierung mit einer Milchpumpe, um die Datenanalyse zu personalisieren. Das Team testete es bei 12 Müttern bis zu 17 Wochen lang auf der NICU und zu Hause. Die Messwerte stimmten eng mit den abgepumpten Milchmengen überein.
Robinson und Wicks betonten, dass eine präzise Messung besonders bei Frühgeborenen oder Neugeborenen nach einer Operation wichtig ist. Diese vertragen oft nur kleine, langsam verabreichte Mahlzeiten und können bei falsch gesteuerter Ernährung Magen-Darm-Komplikationen entwickeln. Die Technologie könnte mehr NICU-Säuglingen die Rückkehr zum direkten Stillen unter kontrollierten Bedingungen ermöglichen.
Zukunftspläne: intelligente Kleidung sowie Überwachung von Milchmenge und -qualität
Das Team plant, die Technologie in Stillkleidung zu integrieren. Künftige Versionen könnten das Nachfüllen der Brust und die Nährstoffzusammensetzung, etwa den Fettgehalt, überwachen.
„Der Stress beim Stillen entsteht aus der Angst vor dem Unbekannten – man weiß nicht, ob das Baby genug getrunken hat, und sorgt sich, nicht gut genug zu sein“, sagte Wicks. „Eine beseitigte Unsicherheit könnte Ängste reduzieren, Selbstvertrauen stärken und unzähligen Müttern helfen, weiter zu stillen.“
Nachrichten | Northwestern University entwickelt tragbares Gerät zur Echtzeitmessung der Stillmenge
Nachrichten | Northwestern University entwickelt tragbares Gerät zur Echtzeitmessung der Stillmenge
Ein Team der Northwestern University hat ein tragbares Gerät entwickelt, das in Echtzeit misst, wie viel Milch ein Baby trinkt. Das weiche, bequeme Gerät nutzt Bioimpedanz, erfasst die Milchaufnahme während des Stillens kontinuierlich und sendet Daten in klinischer Qualität sofort an ein Smartphone oder Tablet.
Die Studie wird am 14, 2025 in Nature Biomedical Engineering veröffentlicht. Genauigkeit und klinische Machbarkeit wurden mit theoretischen Modellen, Labortests und praktischen Untersuchungen bei Müttern nach der Geburt bewertet.
Das Projekt leitete John A. Rogers, Professor für Materialwissenschaften und Ingenieurwesen, biomedizinische Ingenieurwissenschaften und neurologische Chirurgie an der Northwestern University sowie Direktor des Querrey Simpson Institute for Bioelectronics (QSIB). „Eltern und Ärzte konnten lange nicht genau bestimmen, wie viel Milch ein Baby beim Stillen aufnimmt“, sagte er. „Unser Gerät liefert sofortige Messungen im Krankenhaus oder zu Hause.“
Der mitkorrespondierende Autor Dr. Daniel Robinson, Neonatologe an der Feinberg School of Medicine der Northwestern University, sagte, die Technologie könne die Angst von Familien auf der neonatologischen Intensivstation (NICU) verringern und das Ernährungsmanagement bei gefährdeten Frühgeborenen verbessern. „Bisher mussten wir die Aufnahme durch Wiegen vor und nach dem Stillen schätzen, was umständlich ist. Der neue Sensor ist ein wichtiger Fortschritt für die Stillunterstützung.“
Das Projekt brachte Ingenieure, Kinderärzte und Neonatologen zusammen. Die QSIB-Postdoktoranden Jihye Kim, Seyong Oh und Jae-Young Yoo, inzwischen Assistenzprofessoren an Universitäten in Südkorea, wirkten an Design, drahtloser Elektronik und Datenanalyse mit. Raudel Avila von der Rice University, ehemaliger Doktorand der Northwestern University, leitete die computergestützte Modellierung und den Abgleich mit realen Daten.
Eine seit Langem bestehende klinische Versorgungslücke schließen
Die Studie begann vor vier Jahren, als Kinder- und Neugeborenenspezialisten des Lurie Children's Hospital of Chicago eine große Lücke bei der Überwachung des Stillens feststellten. Da die Milchübertragung unsichtbar ist und sich der Fluss ständig verändert, konnten frühere klinische Verfahren die Aufnahme nicht genau messen.
Die Kinderärztin Dr. Jennifer Wicks sagte, das Wiegen vor und nach dem Stillen liefere nur eine Schätzung und erfordere sperrige Geräte. Flaschenfütterung beeinträchtige Hautkontakt und natürliche Stimulation der Milchproduktion und könne das Kontaminationsrisiko bei Lagerung und Handhabung erhöhen.
Obwohl akademische Gruppen und Start-ups Lösungen untersucht haben, wurden nur wenige Technologien klinisch ausgereift und durch Peer-Review validiert. „Wir haben eine echte medizinische Lücke geschlossen“, sagte Rogers.
Durchbruch bei der Bioimpedanz nach dem Scheitern früherer Ansätze
Das Team erprobte zunächst optische Sensorik sowie die Überwachung von Saugen und Schlucken, doch tiefe Milchgänge und instabile Signale schränkten diese Methoden ein. Schließlich maßen die Forscher Veränderungen des Milchvolumens mittels Bioimpedanz.
Ein leichtes, flexibles Band wird um die Brust gelegt; Elektroden an beiden Enden senden einen schwachen, sicheren Strom. Wenn die Milchmenge beim Stillen abnimmt, ändern sich die elektrischen Eigenschaften der Brust, sodass das Gerät die Messwerte in Echtzeitdaten zum Milchvolumen umwandeln kann. Modelle des menschlichen Körpers und Simulationen bestätigten Genauigkeit und Reproduzierbarkeit.
Personalisierte Kalibrierung und langfristige Stabilität, besonders wertvoll auf der NICU
Um Unterschiede in Brustform und Gewebedichte zu berücksichtigen, benötigt das Gerät nur eine Kalibrierung mit einer Milchpumpe, um die Datenanalyse zu personalisieren. Das Team testete es bei 12 Müttern bis zu 17 Wochen lang auf der NICU und zu Hause. Die Messwerte stimmten eng mit den abgepumpten Milchmengen überein.
Robinson und Wicks betonten, dass eine präzise Messung besonders bei Frühgeborenen oder Neugeborenen nach einer Operation wichtig ist. Diese vertragen oft nur kleine, langsam verabreichte Mahlzeiten und können bei falsch gesteuerter Ernährung Magen-Darm-Komplikationen entwickeln. Die Technologie könnte mehr NICU-Säuglingen die Rückkehr zum direkten Stillen unter kontrollierten Bedingungen ermöglichen.
Zukunftspläne: intelligente Kleidung sowie Überwachung von Milchmenge und -qualität
Das Team plant, die Technologie in Stillkleidung zu integrieren. Künftige Versionen könnten das Nachfüllen der Brust und die Nährstoffzusammensetzung, etwa den Fettgehalt, überwachen.
„Der Stress beim Stillen entsteht aus der Angst vor dem Unbekannten – man weiß nicht, ob das Baby genug getrunken hat, und sorgt sich, nicht gut genug zu sein“, sagte Wicks. „Eine beseitigte Unsicherheit könnte Ängste reduzieren, Selbstvertrauen stärken und unzähligen Müttern helfen, weiter zu stillen.“
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