智能绷带对糖尿病足和下肢静脉溃疡无线实时监测

智能绷带对糖尿病足和下肢静脉溃疡无线实时监测

该研究于 2021 年 5 月 21 日首次发表在《科学进展》（Science Advances）杂志 上。

由新加坡国立大学（NUS）生物医学工程系和健康创新与技术研究所（iHealthtech）的 Lim Chwee Teck 领导的研究团队与新加坡中央医院的临床合作伙伴合作，开发了一种智能可穿戴传感器，可以通过应用程序以无线方式对慢性伤口进行实时、即时的护理评估。新加坡国立大学称，这种新型传感器技术可在 15 分钟内检测出慢性伤口特有的温度、pH 值、细菌类型和炎症因子，从而实现快速准确的伤口评估，这是世界首创。

随着人口的迅速老龄化，医疗保健提供者看到越来越多的患者患有糖尿病足和慢性下肢静脉溃疡等无法愈合的伤口。根据新加坡国立大学的一份新闻稿，据估计，世界上大约2%的人口患有慢性创伤。这些慢性伤口的愈合过程往往因感染、反复创伤等原因而中断，给患者带来严重的压力、疼痛和不适。对于糖尿病足溃疡患者，这可能导致更严重的后果，如足部截肢。慢性伤口需要及时护理和适当治疗，以加快伤口恢复。然而，这需要进行多次临床检查以进行漫长的伤口评估和治疗，这增加了医疗成本。新加坡国立大学团队的创新可以帮助减轻这些后果，减轻慢性创伤患者不必要的痛苦。

将数字健康应用于个人医疗保健

目前对伤口的临床评估依赖于目视检查，或收集伤口液并将其送至集中实验室，以检测和分析特定的生物标志物。整个过程通常需要一到两天，可能会妨碍适当、及时和精确的医疗干预。虽然最近有一些针对伤口护理设计的柔性传感器，但它们只能探测一组有限的标志物，如酸度、温度、氧、尿酸和阻抗，以诊断伤口炎症。

为了应对目前的这些限制，研究人员开发了VeCare，这是一种即时伤口评估平台，由创新的伤口传感绷带、电子芯片和移动应用程序组成。这种绷带包括伤口接触层、可呼吸的外部屏障、微流控伤口液体收集器和柔性免疫传感器。VeCare是第一个伤口评估平台，除了测量酸度和温度外，还可以在单个15分钟的测试中检测细菌类型和炎症因子。通过使用电化学系统从伤口液中检测多种慢性伤口特异性生物标志物，免疫感应绷带能够快速评估伤口微环境、炎症和感染状态。附着在传感器上的微流控伤口液体收集器引导并将伤口液体输送到传感器高达180%。无论溃疡的形状或大小，该设计确保了可靠的传感性能。

图1 用于慢性伤口监测的多路免疫传感系统的原理图。

此外，集成了柔性电子元件的芯片与传感器连接，将数据无线传输到应用程序，方便现场实时评估和分析伤口。该芯片组件由可充电电池供电，可在后续应用中重复使用。

VeCare 平台和移动应用程序使医生能够远程监控患者的慢性伤口状况，减少患者前往诊所的麻烦。绷带补充了患者现有的医疗，同时促进了伤口愈合过程的及时医疗干预。

Lim指出：在COVID-19大流行对安全距离的要求的推动下，结合远程医疗或数字医疗功能的即时护理设备可以在医疗行业和我们的社会转型方面发挥重要作用。我们的智能绷带技术是第一个为慢性伤口治疗而设计的技术，让患者可以在家里自由地进行测试和监测他们的伤口状况。

与新加坡总医院合作，对慢性下肢静脉溃疡患者进行了小型VeCare临床试验。他们成功地证明了该平台在评估慢性伤口、监测伤口愈合进展并及时进行医疗干预方面是有效的。

图2 微流体伤口渗出物收集器，可实现定向液体转运。

使用智能传感器进行更好的临床管理

Lim表示：VeCare平台易于扩展和定制，以适应不同的生物标志物面板，监测各种类型的伤口。其目的是为患者的临床管理提供一种有效且易于使用的诊断和预后工具。

研究团队的下一步是进一步开发VeCare，以满足安全性、监管和量产方面的考虑。该团队将探索其他适合其他伤口类型的生物标记物的结合，并利用现有临床工作流程中的数据来改进诊断和治疗。他们希望在一个更大的前瞻性随机临床试验中测试这项技术，试验对象是不同类型的非愈合性慢性溃疡，如糖尿病足溃疡和压疮。