Новости | Северо-Западный университет разработал носимое устройство для мониторинга объёма грудного молока в реальном времени

Новости | Северо-Западный университет разработал носимое устройство для мониторинга объёма грудного молока в реальном времени

Команда Северо-Западного университета разработала носимое устройство, которое в реальном времени измеряет, сколько молока выпивает ребёнок, устраняя важную неопределённость для кормящих семей. Мягкое и удобное устройство использует биоимпеданс для непрерывной регистрации передачи молока во время кормления и немедленно отправляет на телефон или планшет данные клинического качества.

Исследование будет опубликовано в Nature Biomedical Engineering 14 мая 2025. Точность и клиническая применимость оценивались с помощью теоретических моделей, лабораторных испытаний и практической проверки у недавно родивших матерей.

Проект возглавил Джон А. Роджерс, профессор материаловедения и инженерии, биомедицинской инженерии и нейрохирургии Северо-Западного университета и директор Института биоэлектроники Куэрри — Симпсона (QSIB). «Родители и врачи долгое время не могли точно определить, сколько молока ребёнок получает при грудном вскармливании, — сказал он. — Наше устройство мгновенно измеряет объём питания в больнице или дома».

Соответствующий автор доктор Дэниел Робинсон, неонатолог Медицинской школы Файнберга Северо-Западного университета, отметил, что технология может снизить тревожность семей в отделениях интенсивной терапии новорождённых (NICU) и улучшить контроль питания у уязвимых недоношенных детей. «Раньше нам приходилось оценивать объём, взвешивая ребёнка до и после кормления, что было неудобно. Новый сенсор — важный шаг вперёд в поддержке грудного вскармливания».

Проект объединил инженеров, педиатров и неонатологов. Исследователи QSIB Джихе Ким, Сеён О и Джэ-Ён Ю, ныне доценты университетов Южной Кореи, внесли вклад в разработку, беспроводную электронику и анализ данных. Раудель Авила из Университета Райса, выпускник докторантуры Северо-Западного университета, руководил вычислительным моделированием и сопоставлял результаты моделей с данными реальной практики.

Решение давно существующей неудовлетворённой клинической потребности

Исследование началось четыре года назад, когда педиатры и неонатологи Детской больницы Лури в Чикаго выявили серьёзный пробел в мониторинге грудного вскармливания. Поскольку передача молока невидима, а поток постоянно меняется, прежние клинические методы не позволяли точно измерять полученный объём.

Педиатр доктор Дженнифер Уикс сказала, что взвешивание до и после кормления даёт лишь оценку и требует громоздкого оборудования. Кормление из бутылочки лишает ребёнка контакта «кожа к коже» и естественной стимуляции выработки молока, а также может повышать риск загрязнения при хранении и обращении с молоком.

Хотя академические группы и стартапы изучали возможные решения, немногие технологии прошли полноценную рецензируемую клиническую проверку. «Мы закрыли реальный пробел в медицине», — сказал Роджерс.

Прорыв в биоимпедансе после неудачи предыдущих подходов

Сначала команда испытала оптическое измерение и мониторинг сосания и глотания, но глубокое расположение молочных протоков и нестабильные сигналы ограничили эти методы. В итоге исследователи использовали более простой и эффективный подход — измерение изменений объёма молока с помощью биоимпеданса.

Лёгкая гибкая лента оборачивается вокруг груди; электроды на концах пропускают слабый безопасный электрический ток. По мере уменьшения объёма молока во время кормления электрические свойства груди меняются, и устройство преобразует показания в данные об объёме молока в реальном времени. Модели человеческого тела и симуляции подтвердили точность и воспроизводимость.

Персональная калибровка и долговременная стабильность, особенно важные в NICU

Чтобы учитывать различия в форме груди и плотности тканей, устройству требуется только одна калибровка с помощью молокоотсоса для персонализации анализа данных. Команда тестировала его у 12 матерей в течение до 17 недель в NICU и дома. Показания устройства близко соответствовали объёму сцеженного молока.

Робинсон и Уикс отметили, что точное измерение получаемого объёма особенно важно для недоношенных или послеоперационных новорождённых, которые часто переносят только небольшие медленные кормления и могут столкнуться с желудочно-кишечными осложнениями при неправильной организации питания. Технология может позволить большему числу детей в NICU вернуться к непосредственному грудному вскармливанию в контролируемых условиях.

Планы на будущее: умная одежда и мониторинг количества и качества молока

Команда планирует интегрировать технологию в одежду для грудного вскармливания, чтобы сделать её использование более естественным и удобным. Будущие версии могут отслеживать повторное наполнение груди и состав молока, например содержание жира.

«Стресс при грудном вскармливании возникает из-за неизвестности — мы не знаем, наелся ли ребёнок и достаточно ли хорошо справляемся, — сказала Уикс. — Устранение одной неопределённости может снизить тревожность, укрепить уверенность и помочь многим матерям продолжать грудное вскармливание».

Источник истории:

Собрано онлайн