诊断睡眠呼吸暂停等睡眠障碍通常需要患者在睡眠实验室过夜，并连接各种传感器和监视器。来自麻省理工学院、CeleroSystems和西弗吉尼亚大学的研究人员希望通过使用他们开发的可摄入胶囊来监测患者胃肠道内的生命体征，从而减少这一过程的侵入性。

该胶囊大约有复合维生素大小，使用加速计来测量患者的呼吸频率和心率。研究人员表示，除了诊断睡眠呼吸暂停之外，该设备还可以用于检测高危人群中阿片类药物过量的情况。

麻省理工学院机械工程副教授、布莱根妇女医院胃肠病学家乔瓦尼·特拉维索(GiovanniTraverso)表示：“这是一项令人兴奋的干预措施，可以帮助患有阻塞性睡眠呼吸暂停的人们得到诊断，然后接受适当的治疗。”

“该设备还具有早期检测呼吸状态变化的潜力，无论是由于阿片类药物还是其他可以监测的疾病，如哮喘或慢性阻塞性肺病(COPD)。”

在对10名人类志愿者进行的一项研究中，研究人员表明，该胶囊可用于监测生命体征并检测睡眠呼吸暂停发作，这种情况发生在患者在睡眠期间反复停止和开始呼吸时。胶囊无害地通过消化道，患者没有表现出任何不良反应。

Traverso是该研究的资深作者之一，其他作者还有麻省理工学院研究所教授、麻省理工学院科赫综合癌症研究所成员RobertLanger;VictorFinomore，西弗吉尼亚大学医学院人类表现与应用神经科学研究中心主任;阿里·雷扎伊(AliRezai)，西弗吉尼亚大学医学院洛克菲勒神经科学研究所所长。该论文发表在《Device》杂志上。

生命体征测量

在过去的十年中，特拉维索和兰格开发了一系列可摄入的传感器，可用于监测生命体征和诊断胃肠道疾病，例如胃肠道减慢和炎症性肠病。

这项新研究的重点是测量生命体征，使用CeleroSystems开发的胶囊，其中包括一个加速计，可以检测心脏跳动和肺部扩张产生的轻微运动。该胶囊还包含两个小电池和一个无线天线，用于将数据传输到笔记本电脑等外部设备。

在动物模型测试中，研究人员发现这种胶囊可以准确测量呼吸频率和心率。在一项实验中，他们表明传感器可以检测到大剂量芬太尼(一种阿片类药物)导致的呼吸频率降低。

基于这些结果，研究人员决定在西弗吉尼亚大学洛克菲勒神经科学研究所的临床试验中进一步测试该胶囊。使用可摄入胶囊对参与该研究的10名患者进行监测，这些患者还连接到通常用于监测睡眠的传感器，因此研究人员可以比较两种类型传感器的测量结果。

研究人员发现，他们的可摄入传感器能够准确测量呼吸频率和心率，并且还检测到其中一名患者经历的睡眠呼吸暂停发作。

“我们能够展示的是，使用胶囊，我们可以捕获与传统透皮传感器捕获的数据相匹配的数据，”特拉弗索说。“我们还观察到胶囊可以检测呼吸暂停，并且睡眠实验室中可用的标准监测系统证实了这一点。”

在这项研究中，研究人员监测了胶囊在胃中时发出的信号，但在之前的一项研究中，他们表明也可以从胃肠道的其他部分测量生命体征。

特拉弗索说：“胃通常会提供一些最好的信号，主要是因为它靠近心脏和肺部，但我们知道我们也可以在其他地方感受到它们。”

没有患者报告胶囊有任何不适或伤害。摄入胶囊14天后进行的放射线成像显示，所有胶囊均已穿过患者体内。研究小组之前的工作表明，大小相似的物体通常会在一天多一点的时间内穿过消化道。

密切监控

研究人员设想，与现在使用的基于皮肤的传感器相比，这种传感器可以以一种侵入性较小的方式用于诊断睡眠呼吸暂停。它还可以用于在患者开始呼吸暂停治疗时对其进行监测，以确保治疗有效。

CeleroSystems是一家由Traverso、Langer、哈佛医学院医学教授JeremyRuskin和现任首席执行官BenjaminPless创立的公司，目前正在研究可用于检测睡眠呼吸暂停或阿片类药物过量的传感器。

特拉弗索说：“我们知道服药过量的人复发的风险较高，因此可以对这些人进行更密切的监测，以便在再次服药过量的情况下，有人可以帮助他们。”

在未来的工作中，研究人员希望将纳美芬等药物过量逆转剂纳入该装置中，以便在人的呼吸频率减慢或停止时触发药物释放。他们还在研究延长胶囊在胃中停留时间的策略。

该论文的作者还包括Pless、JamesMahoney、JustinKupec、RobertStansbury、DanielBacher、ShannonSchuetz和AlisonHayward。