可穿戴运动传感器可以拯救未出生的婴儿

在任何怀孕期间，婴儿心跳的砰砰声都是一个里程碑。现在，史蒂文斯理工学院的研究人员已经开发出一种技术，可以让准父母在家中持续听到婴儿的心跳，其中非侵入性和安全的设备可能比目前市场上的任何胎儿心率监测器更准确。

该设备使用智能手机中用于水平或垂直定位设备的相同商用传感器，可记录当婴儿的心脏跳动或胎儿蠕动和踢腿时通过母亲腹部发送的振动。该医疗机构受到医生的欢迎，可能会减少全球每年约260万例死产。

“在没有复杂因素的情况下，将近三分之一的死产发生，”负责Stevens工作的副教授Negar Tavassolian说。“我们的设备可以让怀孕的女人知道她的胎儿是否受到损害，她需要去看医生。”

许多死产之前都有胎儿运动和心率的变化，因此可以在怀孕的最后几周持续佩戴检测心跳产生的振动的经济实惠的轻便监测器，以确保患病的胎儿得到及时的医疗护理。该工作在IEEE Sensors Journal的早期访问问题中报告。

Tavassolian和第一作者，Stevens 的研究生 Chenxi Yang 与纽约大学Langone医学中心的两名OB-GYN的Bruce Young和Clarel Antoine合作测试他们的传感器。在对10名孕妇进行的实验中，他们发现该装置可以检测胎心率与胎儿心脏电图(f-CTG)大致相同，后者测量婴儿的心脏电活动(ECG)以及母亲的子宫收缩，并考虑当前胎儿监测标准。

与基于ECG或多普勒超声技术的现有工具相比，振动监测器具有重要的优势，这些技术需要专业知识才能使用，并且体积庞大且昂贵。目前市场上一种领先的监控系统重量超过11磅，电池寿命为4小时; 相比之下，史蒂文斯团队的传感器只有五分之一英寸长，几乎没有任何重量，并且可以使用3伏电池超过24小时。

杨先生之前的研究表明，胸部振动可以用来追踪成年人的心跳，但测量胎儿心跳的难度要高一个数量级，胎儿的微小心脏的微弱振动会被母体的运动所淹没。为了解决这个问题，史蒂文斯团队将来自三个不同传感器的信号结合起来，并使用算法来隔离胎儿的心跳。

新型监护仪对胎儿也没有任何风险 - 超声波监护仪的问题，如果长时间连续使用，可以加热组织。史蒂文斯团队的监视器只是检测现有的振动，就像医生用听诊器听。“我们的显示器完全被动，因此没有健康问题，”Tavassolian说。

振动监测器还可以提供胎儿运动的客观测量，目前仅通过要求妈妈计算他们的孩子踢的次数来评估。杨解释说，结合心率和运动数据可以提供对胎儿健康的重要见解，超越目前可用的任何东西。“这是一个重大计划 - 将这些不同的模式融合到一个设备中，”他说。

目前的设备使用商用传感器，但长期目标是专利和销售定制设备。成本远低于等效的ECG或超声系统，这样的设备可以占据全球胎儿监测器市场的很大份额，预计到2022年将达到36亿美元。