Funktionelles Bettlaken zur Erfassung von Druckschwankungen und Atemanstrengungen im Laufe der Zeit

Der plötzliche Kindstod ist eine der häufigsten Todesursachen bei Säuglingen (Hospital for Sick Children, 2016; Children's Hospital of Philadelphia, 2016). Die ersten Jahre sind entscheidend, da viele Faktoren zur gesunden Entwicklung des Säuglings beitragen und ein Großteil der kritischen Wachstumsphase im Schlaf stattfindet. Neugeborene verbringen den größten Teil des Tages schlafend, bis zu 16 Stunden (Parmelee, Shulz & Disbrow, 1961). Säuglinge atmen im Allgemeinen unregelmäßig mit einer signifikanten Schwankung von Atemzug zu Atemzug und periodischer Atmung, die regelmäßige und apnoische Zustände charakterisieren (Alvaro & Rigatto, 2012). Wenn jedoch ein anormaler Rhythmus oder eine apnoische Periode auftritt, wird die Situation kritisch mit einem begrenzten Zeitfenster, um das Leben eines Neugeborenen zu retten (z. B. plötzlicher Kindstod oder Bradykardie). Ein apnoischer Zustand tritt auf, wenn 20 Sekunden lang keine Atmung erfolgt (Alvaro & Rigatto, 2012). Die Charakterisierung von Apnoe kann in verschiedene Zustände wie obstruktive Apnoe, zentrale Apnoe und gemischte Apnoe unterteilt werden. Neue Literatur bei Erwachsenen weist auf eine Korrelation zwischen Schlafapnoe und erhöhtem Risiko für kardiovaskuläre Gesundheitsprobleme hin (Wimms, Woehrle, Ketheeswaran, Ramanan, & Armitstead, 2016; Wu, Yuan, Wang, Sun, Liu, and Wei, 2016; Hao, Xiandao, Li, Jingwu, Jinghua und Yongxiang, 2016). Mit dem ultimativen Ziel der Früherkennung von Änderungen der Atemfrequenz und -muster ermöglichen verbesserte Überwachungs- und Erkennungsmethoden zusammen mit dem Auslösen eines Alarms ein frühzeitiges Eingreifen und die potenzielle Verhinderung von Todesfällen oder kritischen Erkrankungen.

Die Studie umfasst die Bewertung der Sensorwirksamkeit an gesunden menschlichen Teilnehmern. Die Teilnehmer verbringen eine Nacht schlafend auf dem funktionellen Bettlaken im Nursing Simulation Center der York University. Während der Nacht werden Drucksignale aufgezeichnet und später für die Atemfrequenz und -muster ausgewertet. Während des Schlafs bewertet und dokumentiert der Forscher stündlich die Atemfrequenz und -muster sowie die Pulsoximeterwerte (einschließlich Sauerstoffsättigung und Herzfrequenz) der Teilnehmer. Audiovisuelle Aufzeichnungen der Teilnehmer während ihres Schlafs werden zur Unterstützung der Interpretation von Signalanomalien erfasst. Die aus dem funktionellen Bettlaken gesammelten Daten werden mit der stündlichen manuellen Überwachung der Atemfrequenzen und -muster in klinischer Qualität durch Forscher und examinierte Krankenschwestern verglichen.

Die Teilnehmer füllen ein Vorauswahlformular aus, bevor sie sich für die Nacht niederlassen. Wenn die Teilnehmer zum Schlafen bereit sind, werden sie angewiesen, sich auf dem Bettlaken zu positionieren und durch eine Vielzahl verschiedener Schlafpositionen (Rücken, Vorderseite, rechte Seite, linke Seite) zu gehen, um eine Grundlinie zu schaffen. Während des Schlafs erfassen die Sensoren auf dem funktionellen Bettlaken die Bewegungs- und Atmungsindikatoren der Teilnehmer. Der Forscher erhält stündlich die physiologischen Befunde der Atemfrequenz und des Rhythmus (erhalten durch Beobachtung) sowie der Herzfrequenz und des Sauerstoffsättigungsgrads (erhalten vom Pulsoximeter).

Auf diese Studie folgt eine vorklinische Studie, die mit hochtechnologischen Schaufensterpuppen für Kleinkinder und Erwachsene durchgeführt wird. Die vorklinische Studie bewertet die Wirksamkeit der funktionellen Bettlakensensoren zur Erkennung von Druckschwankungen, Atemfrequenzen und -mustern sowohl innerhalb normaler als auch anormaler Grenzen. Die Forscher werden Sensordaten auf der Suche nach Signalabweichungen auswerten. Diese Phase ist von grundlegender Bedeutung und wird Beweise zur Unterstützung der klinischen Studie liefern, die die Wirksamkeit des Geräts bei menschlichen Teilnehmern bewertet.