一款移动设备原型在监测儿童脱水方面展现出良好前景。
两个相同的蓝色袖带分别戴在孩子的手和脚上,每个袖带内置两个电极,并通过电缆连接。微弱电流经电极进入身体,设备据此计算电阻。
苏黎世联邦理工学院教授沃尔特·卡伦及其研究团队开发了这款低成本移动设备,普通人也可以使用它,更有效地治疗脱水。
在肺炎之后,腹泻及其导致的身体脱水是五岁以下儿童第二常见的死因,致死性高于疟疾、艾滋病毒感染或结核病。2013年,有130万人死于脱水,其中大多是贫困地区的儿童;卫生条件差、水源受污染,使腹泻感染十分常见。
“如果做好预防并及早治疗,许多此类死亡本可避免。”卡伦说。他在苏黎世联邦理工学院移动健康系统实验室工作。
卡伦曾在南非生活两年,并在开普敦附近的斯泰伦博斯大学开展研究。他熟悉非洲农村地区面临的困境:最近的、配有受训医生的诊所往往远在数百公里之外,村庄卫生中心的资源也十分匮乏。夏季情况最为严峻,因为此时的环境特别适合细菌和病毒繁殖,而高温会加速脱水。
“如果医生怀疑孩子脱水,就会通过纯粹的目视方法检查孩子眼睛是否湿润、皮肤是否有弹性。他们还会检查孩子口腔内部,判断黏膜是否干燥。”卡伦说。不过,这种主观检查需要丰富的经验。
“我们一直在寻找一种能在较长时间内客观测量脱水情况的解决方案。”由此诞生了AMBICA(生物组成分析精准模型),这是一套用于测量幼儿体液状况的系统。
通过生物电阻抗分析,可以推断身体内的含水量。手腕上的红色或绿色LED灯阵会显示体液状况是在改善还是恶化;情况危急时,例如需要输液时,设备会发出警报。
“监测实时进行,无需医护人员在场。”卡伦解释说。这让家长或亲属等非专业人员也能追踪补液治疗的效果。“这减轻了医疗站点医务人员的负担,同时提高了脱水儿童的存活机会。”
103美元,且大部分部件可重复使用
AMBICA针对发展中国家的条件设计,操作直观。袖带由轻质EVA塑料制成,这种材料用于骨科领域,并有望在当地完成加工。
出于卫生考虑,每次使用后都需要更换电极接触片,但电缆和袖带可以重复使用。这是一项重要进展,因为医疗设备中的电缆往往需要更换,而它们通常又是测量设备中最昂贵的部件之一。卡伦认为,AMBICA的大规模生产成本可低于100瑞士法郎(103美元)。
“腕带上的小型传感器相当智能。”卡伦说,“它们可以连接到物联网。”这样,专家便能查看、存储和评估数据;传感器也可以将数据发送到其他设备。
随后可利用大数据分析,准确判断脱水病例何时达到高峰、集中在哪些地区,并据此更有效地组织信息传播和卫生宣传活动。AMBICA也有助于开展长期流行病学研究。
谁来生产这款设备?
AMBICA目前仍只是原型。在苏黎世艺术大学(ZHdK)展出的设备尚未准备好投入使用,因为团队仍在寻找尺寸合适的传感器;测试袖带时使用的是较大的外置传感器。不过,首次实地研究计划于12月开展。研究人员将在南非西开普省炎热的夏季,对AMBICA进行为期三至四个月的测试。
即使研究结果积极,AMBICA要实现更广泛应用仍需数年时间。卡伦说:“要找到这款设备的制造商会非常困难,因为目前还没有利润丰厚的市场。”
这主要是因为在发达的西方国家,脱水很少成为幼儿的死因。不过,随着气候变化导致热浪愈发频繁,脱水预警系统也可能成为较寒冷地区年长且健忘人士的救命工具。
尽管如此,卡伦认为,这种应用要等到该系统先在发展中国家站稳脚跟后才会实现,因为那里的需求和收益最大。
目前,他寄望于大型基金会和非政府组织。作为人道主义承诺的一部分,这些机构可以发挥关键作用,为项目从研发到生产阶段提供资金支持。这样做有双重好处:“理想情况下,设备将在当地生产,这不仅能拯救生命,也能创造急需的就业机会。”


