用于實時監(jiān)測呼吸、心跳和睡眠的“生命體征監(jiān)測藥丸”

近期，研究人員開發(fā)出一種名為“生命體征監(jiān)測藥丸”的可食用裝置，可以安全地從人體內(nèi)部監(jiān)測呼吸和心率等生命體征，能為有阿片類藥物過量使用風(fēng)險的人提供方便有效的監(jiān)測。相關(guān)研究成果以“First-in-human trial of an ingestible vitals monitoring pill”為題發(fā)表在Cell Press細(xì)胞出版社旗下期刊Device上。

該論文第一作者、美國麻省理工學(xué)院（Massachusetts Institute of Technology）機械工程系副教授、布萊根婦女醫(yī)院（Brigham and Women’s Hospital）胃腸病學(xué)家Giovanni Traverso說：“在不去醫(yī)院的情況下，提高診斷和監(jiān)測多種疾病的能力，可為患者提供更多醫(yī)療保健機會?！?/p>

近年來，科學(xué)家們一直在開發(fā)可食用裝置。與心臟起搏器等植入式裝置不同，可食用裝置使用方便，不需要外科手術(shù)。例如，醫(yī)生會在使用藥丸大小的可食用相機進(jìn)行結(jié)腸鏡檢查。

論文合著者、馬薩諸塞州醫(yī)療設(shè)備開發(fā)商Celero Systems創(chuàng)始人Benjamin Pless說：“使用可食用裝置，病人需要做的就是吞下它，人們已經(jīng)習(xí)慣了吃藥。而且使用可食用裝置的成本比傳統(tǒng)醫(yī)療設(shè)備要便宜得多?！?/p>

這種生命體征監(jiān)測藥丸（VM藥丸）可以監(jiān)測與呼吸和心臟跳動有關(guān)的身體微小振動，例如這種藥丸可以從消化道內(nèi)部檢測出一個人是否停止呼吸。

為了測試VM藥丸，研究小組把其放在被麻醉的豬的胃里，然后，研究人員給豬注射了一劑芬太尼，導(dǎo)致豬停止呼吸。人類過量服用芬太尼也會發(fā)生這種情況。結(jié)果顯示，該裝置能實時測量豬的呼吸頻率，并提醒研究人員盡快處理相關(guān)情況。

該團(tuán)隊還首次在人類身上測試了該裝置。他們給那些正在接受睡眠呼吸暫停評估的人使用了VM藥丸。睡眠呼吸暫停是一種睡眠期間呼吸反復(fù)停止和開始的疾病。許多患有這種疾病的人從未得到有效診斷，部分原因是診斷這種疾病需要讓患者進(jìn)入睡眠實驗室，以監(jiān)測在睡眠中的生命體征。

“鑒于我們對阿片類藥物安全性的興趣，我們注意到睡眠呼吸暫停與阿片類藥物引起的呼吸抑制有很多相同的癥狀?！盉enjamin Pless說。

研究人員給西弗吉尼亞大學(xué)的10名睡眠呼吸暫?；颊呤褂昧薞M藥丸。結(jié)果顯示，該裝置能夠檢測到參與者的呼吸何時停止，并以92.7%的準(zhǔn)確率監(jiān)測呼吸率。與外部生命監(jiān)護(hù)儀相比，VM藥丸監(jiān)測心率的準(zhǔn)確率至少達(dá)到96%。試驗還表明，該裝置是安全的，所有參與者在實驗后的幾天內(nèi)都排出了該裝置。

“與我們在睡眠實驗室進(jìn)行的臨床標(biāo)準(zhǔn)研究相比，VM藥丸監(jiān)測的準(zhǔn)確性和相關(guān)性都非常出色。”論文合著者、西弗吉尼亞大學(xué)洛克菲勒神經(jīng)科學(xué)研究所神經(jīng)科學(xué)家Ali Rezai說?！盁o需電線、導(dǎo)線或醫(yī)療技術(shù)人員，遠(yuǎn)程監(jiān)測患者關(guān)鍵生命特征的能力，為在自然環(huán)境中而非在診所或醫(yī)院環(huán)境中監(jiān)測疾病打開了大門?！?/p>

Giovanni Traverso表示，目前的VM藥丸能在人體內(nèi)停留大約一天，但未來他們可以對該裝置進(jìn)行升級，使其能停留更長時間，并能夠在檢測到阿片類藥物使用過量等癥狀后，自動遞送緩解藥物。

“在未來，阿片類藥物過量者，以及其他呼吸和心臟疾病等患者，均能從這種可食用的裝置中受益。”Giovanni Traverso說。