去年夏天，西北大学的研究人员介绍了有史以来的第一个短暂起搏器 - 一种完全可植入的无线设备，不再需要后无害地溶解在体内。现在，他们推出了一个新的，智能的版本，该版本集成到一个柔软，柔性，无线，可穿戴的传感器和上半身周围的控制单元的协调网络中。
该研究将于周五（5月27日）发表在《科学杂志》杂志上。据说，这项工作由西北的约翰·罗杰斯（John A. Rogers），伊戈尔·埃菲莫夫（Igor R.
传感器相互通信以连续监测人体的各种生理功能，包括体温，氧气水平，呼吸，肌肉张力，体育活动以及心脏的电活动。然后，该系统使用算法来分析此组合活性，以自主检测异常的心律节奏，并决定何时以什么速度加快心脏的速度。所有这些信息都流到智能手机或平板电脑上，因此医生可以远程监测患者。
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新的瞬态起搏器和传感器/控制网络可用于心脏手术后需要临时起搏或正在等待永久起搏器的患者。起搏器无线从网络中的节点收获能量，这是一种轻柔地粘附在患者胸部的小型无线设备。该技术消除了对外部硬件的需求，包括电线（或导线）。
为了使系统能够与患者进行通信，研究人员合并了一种可穿着的小型触觉反馈装置，可以在体内任何地方佩戴。当传感器检测到问题（例如电池电量低，设备放置不正确或起搏器故障）时，触觉设备会以特定的模式振动，以提醒佩戴者并告知他们问题。
专家的见解
罗杰斯说：“这标志着我们第一次将柔软的可穿戴电子设备与瞬态电子平台配对。”“这种方法可以通过提供对基本生理过程的多模式，闭环控制的方式来改变患者的护理方式 - 通过无线传感器和刺激器网络以受到复杂的生物反馈回路启发的方式，这些刺激器可以控制生物中的生物体中的行为。
“对于临时心脏起搏，该系统使患者无法监测和刺激设备，使他们局限于医院的环境。取而代之的是，患者可以在自己的家中舒适地康复，同时保持医生远程监测的心态。这也将降低医疗保健成本，并为其他患者释放医院病床。”
埃菲莫夫说：“在当前的环境中，临时起搏器需要连接到刺激心脏的外部发电机的电线。”“当心脏重新获得适当刺激自身的能力时，必须将电线拉出。您可能想象的，这是一个非常戏剧性的过程，可以拔出连接到心脏的电线。我们决定从不同的角度解决这个问题。我们创建了一个简单地溶解并且不需要删除的起搏器。这避免了拉出电线的危险步骤。”
阿罗拉说：“目前的起搏器非常聪明，对患者不断变化的需求做出了很好的反应。”“但是可穿戴模块可以完成传统的起搏器所做的一切，还有更多。患者基本上在胸部上穿一些斑点，并获得实时反馈以控制起搏器。起搏器本身不仅可以生物吸收，而且还受到柔软，可穿戴的贴片的控制，该贴片使起搏器可以对生活的通常活动做出反应，而无需植入式传感器。”
罗杰斯（Rogers）是路易斯·辛普森（Louis Simpson）和金伯利·奎里（Kimberly Querrey）材料科学与工程学，生物医学工程学和西北麦考密克工程学院和西北大学费恩伯格医学院的神经外科，以及Querrey Simpson Institute of Bioelectronics（QSIB）（QSIB）。埃菲莫夫（Efimov）是麦考密克（McCormick）的生物医学工程教授，也是费恩伯格（Feinberg）的医学教授（心脏病学）。Arora是Feinberg的医学教授，也是心律不齐研究中心的联合主任。
连接“身体区域网络”
生物电子先驱，罗杰斯和他的实验室一直在开发近二十年来柔软，灵活，无线可穿戴设备和可生物令人难以置信的电子技术。在新的研究中，罗杰斯和他的合作者将其生物可吸收，无铅的起搏器结合在一起，并使用了四种不同的皮肤互换设备一起工作。皮肤安装的设备柔软，柔软，并且可以在使用后轻轻剥落，从而消除了手术清除的需求。一段时间后，起搏器自然会溶解在体内。
“身体区域网络”包括：
罗杰斯说：“我们想证明可以部署多种不同类型的设备，每种设备都以无线协调的方式执行基本功能。”“有些人在感知。有些人正在传递力量。有些正在刺激。有些正在提供控制信号。但是它们都一起工作，交易信息，基于算法做出决定，并对不断变化的条件做出反应。多种生物电子设备的愿景彼此交谈并在不同相关的解剖位置执行不同的功能是我们将继续追求未来的边境领域。”
新的进步，按需起搏
自从一年前首次推出了西北航空的短暂起搏器以来，研究人员已经做出了多次改进以推进这项技术。虽然先前的设备灵活，但新设备具有灵活性和弹性，使其能够更好地适应跳动心脏的变化性质。另一个新的好处：随着短暂性起搏器缓慢而无害的溶解，它现在释放出一种抗炎药以防止外国体内反应。
也许最有影响力的进步是该设备根据患者需要的何时提供节奏按需提供节奏的能力。与起搏器同步，胸部安装的心脏模块可实时记录心电图，以监测心脏活动。在研究中，研究人员将这种无线技术与金标准的心电图进行了比较，发现它与临床级系统一样准确和精确。埃菲莫夫解释说：“心脏模块实际上告诉起搏器对心脏进行刺激。”“如果正常的活动得到恢复，则停止起搏。这很重要，因为如果您在不必要的情况下刺激心脏，那么您就有可能引起心律不齐。”
“起搏系统是完全自主的，”罗杰斯实验室的博士后研究员，论文的联合第一作者Yeon Sik Choi说。“它可以自动检测疾病并应用治疗。它容易且独立，外部需求最少。”
医疗保健足以适应新生儿
罗杰斯，埃菲莫夫，阿罗拉及其团队认为，他们的系统对最脆弱的患者最有益。每年，大约有40,000名婴儿出生时，墙上有一个洞，将他们的心脏上腔室分开。这些病例中约有10,000例正在威胁生命，需要立即进行手术。手术后，100％的婴儿接受了临时起搏器。
埃菲莫夫说：“好消息是这是一个临时情况。”“大约五到七天后，心脏重新获得了刺激自身的能力，不再需要起搏器。多年来，删除起搏器的过程大大改善，因此并发症的速度很低。但是，我们可以将这些婴儿从连接到外部发电机的电线中释放，并使它们不需要第二个程序。”
