Forskare vid University of California, Irvine har utvecklat en bärbar, andningsmonitor för engångsbruk som ger högtrohetsavläsningar på en kontinuerlig basis. Den är utformad för att hjälpa barn med astma och cystisk fibros och andra med kroniska lungsjukdomar.

De billigt producerade sensorerna skapades av UCI:s biomedicinska ingenjörer med den populära barnleksaken Shrinky Dinks, tunna plastskivor som målas eller ritas på och sedan krympt med värme.

Placerade i två positioner – ett mellan det nionde och 10:e revbenet och ett annat på buken – spårar de plåsterliknande enheterna frekvensen och volymen av bärarens andning genom att mäta den lokala belastningen på appliceringsområdena. Den information som samlats in kan vid astma, hjälpa till att varna för en kommande attack.

"Den nuvarande standarden för vård vid andningsövervakning är ett lungfunktionstest som ofta är svårt att utföra och begränsat i termer av ögonblicksbilden det ger av en patients andningshälsa - vilket innebär att problem ibland kan missas, sa Michael Chu, UCI doktorandforskare i biomedicinsk teknik och huvudförfattare till en artikel om innovationen publicerad idag i npj Digital medicin . "Våra nya sträcksensorer tillåter användare att gå runt och gå om sina liv medan viktig information om deras lungors hälsa samlas in."

Enheterna tillverkas genom att ett mycket tunt lager av metall appliceras på ett ark av plastleksaken och sedan värmekrymps för att orsaka korrugering. Filmen överförs sedan till en mjuk, stretchigt material – liknande ett litet bandage – som kan fästas på en patient. Signaler från inbyggda sensorer kan överföras via Bluetooth för att visas på en smartphone-app.

Michelle Khine, UCI professor i biomedicinsk teknik, i vars labb enheterna utvecklades, sa att hon blev inspirerad att fortsätta innovationen efter att hennes son föddes för nio månader sedan. Komplikationer krävde att den nyfödda fick vara begränsad till neonatal intensivvårdsavdelning ansluten till en rad maskiner som levererar syre och övervakar hans andning.

"Trots att hela hans lilla kropp är täckt av sensorer, allt sjukhuspersonalen kunde få var information om andningsfrekvensen. Om du tittade på vitalmonitorn, du skulle se den här vågformen, så det såg ut som att de fick information om [andningsvolym], men det var de inte, " sa Khine. "Jag kände mig så hjälplös när mitt barn bara låg i den här lådan. Jag fick inte bära honom på åtta dagar, så det var hjärtskärande - men också frustrerande att se alla dessa kablar kopplade till honom men inte ge all information vi ville ha."

Hon sa att de där dagarna på sjukhuset efter hennes sons födelse var starkt motiverande för henne som biomedicinsk ingenjör:"Jag skickade några bilder på honom som alla var kopplade till mina elever, och jag sa, "Vi måste kunna göra bättre än så här. Det här är 2018. Det är vansinnigt.'"

Khines labb är välkänt för att använda Shrinky Dinks som en plattform för medicinska tillämpningar. För ungefär ett decennium sedan, hon förnyade användningen av leksaken för att producera mikrofluidiska enheter.

"Det är fantastiskt att den här leksaken för barn har gjort det möjligt för oss att skapa dessa robusta sensorer som en dag kan gynna barn och andra runt om i världen, " Hon sa.

Än så länge, medlemmar av Khine-labbet har testat den nya tekniken på friska försökspersoner, men det finns planer på ett pilotförsök med ett litet antal astmatiker under de kommande månaderna.