ニュース｜ノースウェスタン大学、授乳量をリアルタイムで測定するウェアラブル機器を開発
ノースウェスタン大学のチームは、赤ちゃんが飲んだ母乳量をリアルタイムで測定するウェアラブル機器を開発し、授乳家庭が抱える大きな不確実性に対応しました。柔らかく快適なこの機器は生体インピーダンスを利用して授乳中の母乳移行量を継続的に記録し、臨床レベルのデータを直ちにスマートフォンやタブレットへ送信します。
この研究はNature Biomedical Engineeringに14月2025日に掲載される予定です。精度と臨床的実行可能性は、理論モデル、ベンチテスト、出産後の母親を対象とした実地評価によって検証されました。
プロジェクトを率いたのは、ノースウェスタン大学で材料科学・工学、生体医工学、神経外科の教授を務め、Querrey Simpson Institute for Bioelectronics（QSIB）所長でもあるジョン・A・ロジャーズ氏です。「授乳中に赤ちゃんがどれだけ母乳を飲んだかを、正確に判断することは長年、親にも臨床医にもできませんでした。当機器は病院でも自宅でも、摂取量を即時に測定できます」と述べました。
共同責任著者で、ノースウェスタン大学ファインバーグ医学部の新生児科医であるダニエル・ロビンソン医師は、この技術によって新生児集中治療室（NICU）にいる家族の不安を軽減し、リスクの高い早産児の栄養管理を改善できる可能性があると述べました。「これまでは授乳前後の体重を測って摂取量を推定する必要があり、手間がかかりました。新しいセンサーは授乳支援における重要な進歩です」
このプロジェクトには、技術者、小児科医、新生児科医が参加しました。QSIBの博士研究員であるキム・ジヘ氏、オ・セヨン氏、ユ・ジェヨン氏（現在は韓国の大学で助教）が、設計、無線電子工学、データ解析に貢献しました。ノースウェスタン大学で博士号を取得したライス大学のラウデル・アビラ氏は計算モデリングを主導し、臨床チームと協力してモデルの結果を実世界のデータと照合しました。
長年満たされていなかった臨床ニーズに対応
この研究は四年前、シカゴのルーリー小児病院の小児科・新生児科専門医が、授乳モニタリングに大きな不足があると特定したことをきっかけに始まりました。母乳の移行は目に見えず、流量も常に変化するため、従来の臨床手法では摂取量を正確に測定できませんでした。
小児科医のジェニファー・ウィックス医師は、授乳前後の体重測定では推定値しか得られず、大型の機器も必要になると述べました。哺乳瓶授乳では肌と肌の触れ合いや母乳産生の自然な刺激が失われ、保管・取り扱い時の汚染リスクが高まる可能性もあります。
大学の研究グループやスタートアップが解決策を探ってきましたが、成熟した査読済みの臨床検証を受けた技術はほとんどありません。「私たちは本当の医療上の空白を埋めました」とロジャーズ氏は述べました。
従来の手法が奏功しなかった後、生体インピーダンスで画期的な成果
チームは当初、光学センシングや吸啜・嚥下のモニタリングを試みましたが、深部の乳管と不安定な信号が手法の限界となりました。最終的に研究者らは、生体インピーダンスによって母乳量の変化を測定する、より簡単で効果的な方法を採用しました。
軽量で柔軟なバンドを乳房に巻き、両端の電極から弱く安全な電流を流します。授乳中に母乳が減ると乳房の電気的特性が変化し、機器はその測定値をリアルタイムの母乳量データに変換できます。人体モデルとシミュレーションにより、精度と再現性が確認されました。
個別較正と長期安定性、NICUで特に有用
乳房の形状や組織密度の違いに対応するため、この機器では、データ解析を個別化するための搾乳器による較正が一回だけ必要です。チームはNICUと自宅の環境で、母親12人を最長17週間にわたり検証しました。機器の測定値は搾乳した母乳量とよく一致しました。
ロビンソン氏とウィックス医師は、正確な摂取量測定は、早産児や術後の新生児にとりわけ重要だと指摘しました。こうした児は少量のゆっくりとした授乳しか受け付けないことが多く、授乳管理を誤ると消化管合併症を起こす可能性があります。この技術により、管理された条件下で直接授乳に戻れるNICUの乳児が増える可能性があります。
今後の計画：スマート衣類と母乳の量・質のモニタリング
チームは、より自然で便利に使えるよう、この技術を授乳用衣類に組み込む計画です。将来のバージョンでは、乳房への母乳の再充満や、脂肪含有量などの栄養成分をモニタリングできる可能性があります。
「授乳のストレスは未知への恐れから生じます。赤ちゃんが十分に飲めたか、自分が十分にできているか分からないことへの不安です」とウィックス医師は述べました。「不確実性を一つ取り除くだけでも、不安を軽減し、自信を育み、数え切れないほど多くの母親が授乳を続ける助けになるでしょう」
記事出典：
オンラインで収集
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ノースウェスタン大学のチームは、赤ちゃんが飲んだ母乳量をリアルタイムで測定するウェアラブル機器を開発し、授乳家庭が抱える大きな不確実性に対応しました。柔らかく快適なこの機器は生体インピーダンスを利用して授乳中の母乳移行量を継続的に記録し、臨床レベルのデータを直ちにスマートフォンやタブレットへ送信します。
この研究はNature Biomedical Engineeringに14月2025日に掲載される予定です。精度と臨床的実行可能性は、理論モデル、ベンチテスト、出産後の母親を対象とした実地評価によって検証されました。
プロジェクトを率いたのは、ノースウェスタン大学で材料科学・工学、生体医工学、神経外科の教授を務め、Querrey Simpson Institute for Bioelectronics（QSIB）所長でもあるジョン・A・ロジャーズ氏です。「授乳中に赤ちゃんがどれだけ母乳を飲んだかを、正確に判断することは長年、親にも臨床医にもできませんでした。当機器は病院でも自宅でも、摂取量を即時に測定できます」と述べました。
共同責任著者で、ノースウェスタン大学ファインバーグ医学部の新生児科医であるダニエル・ロビンソン医師は、この技術によって新生児集中治療室（NICU）にいる家族の不安を軽減し、リスクの高い早産児の栄養管理を改善できる可能性があると述べました。「これまでは授乳前後の体重を測って摂取量を推定する必要があり、手間がかかりました。新しいセンサーは授乳支援における重要な進歩です」
このプロジェクトには、技術者、小児科医、新生児科医が参加しました。QSIBの博士研究員であるキム・ジヘ氏、オ・セヨン氏、ユ・ジェヨン氏（現在は韓国の大学で助教）が、設計、無線電子工学、データ解析に貢献しました。ノースウェスタン大学で博士号を取得したライス大学のラウデル・アビラ氏は計算モデリングを主導し、臨床チームと協力してモデルの結果を実世界のデータと照合しました。
長年満たされていなかった臨床ニーズに対応
この研究は四年前、シカゴのルーリー小児病院の小児科・新生児科専門医が、授乳モニタリングに大きな不足があると特定したことをきっかけに始まりました。母乳の移行は目に見えず、流量も常に変化するため、従来の臨床手法では摂取量を正確に測定できませんでした。
小児科医のジェニファー・ウィックス医師は、授乳前後の体重測定では推定値しか得られず、大型の機器も必要になると述べました。哺乳瓶授乳では肌と肌の触れ合いや母乳産生の自然な刺激が失われ、保管・取り扱い時の汚染リスクが高まる可能性もあります。
大学の研究グループやスタートアップが解決策を探ってきましたが、成熟した査読済みの臨床検証を受けた技術はほとんどありません。「私たちは本当の医療上の空白を埋めました」とロジャーズ氏は述べました。
従来の手法が奏功しなかった後、生体インピーダンスで画期的な成果
チームは当初、光学センシングや吸啜・嚥下のモニタリングを試みましたが、深部の乳管と不安定な信号が手法の限界となりました。最終的に研究者らは、生体インピーダンスによって母乳量の変化を測定する、より簡単で効果的な方法を採用しました。
軽量で柔軟なバンドを乳房に巻き、両端の電極から弱く安全な電流を流します。授乳中に母乳が減ると乳房の電気的特性が変化し、機器はその測定値をリアルタイムの母乳量データに変換できます。人体モデルとシミュレーションにより、精度と再現性が確認されました。
個別較正と長期安定性、NICUで特に有用
乳房の形状や組織密度の違いに対応するため、この機器では、データ解析を個別化するための搾乳器による較正が一回だけ必要です。チームはNICUと自宅の環境で、母親12人を最長17週間にわたり検証しました。機器の測定値は搾乳した母乳量とよく一致しました。
ロビンソン氏とウィックス医師は、正確な摂取量測定は、早産児や術後の新生児にとりわけ重要だと指摘しました。こうした児は少量のゆっくりとした授乳しか受け付けないことが多く、授乳管理を誤ると消化管合併症を起こす可能性があります。この技術により、管理された条件下で直接授乳に戻れるNICUの乳児が増える可能性があります。
今後の計画：スマート衣類と母乳の量・質のモニタリング
チームは、より自然で便利に使えるよう、この技術を授乳用衣類に組み込む計画です。将来のバージョンでは、乳房への母乳の再充満や、脂肪含有量などの栄養成分をモニタリングできる可能性があります。
「授乳のストレスは未知への恐れから生じます。赤ちゃんが十分に飲めたか、自分が十分にできているか分からないことへの不安です」とウィックス医師は述べました。「不確実性を一つ取り除くだけでも、不安を軽減し、自信を育み、数え切れないほど多くの母親が授乳を続ける助けになるでしょう」
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