E!9833 Development of neonate bedside lung monitoring sensor based on diode laser spectroscopy

Lungene er ett av de siste organene som utvikles under svangerskapet og deres funksjon og modenhet er avgjørende for et barns mulighet for å overleve og for dets fremtidige livskvalitet ved en for tidlig fødsel. De fleste barn født før den 30. graviditetsuken har problemer med åndedrettet. For å hjelpe til med å åpne opp luftblærene behandles pasienten med mekanisk ventilering og CPAP (overtrykk). Denne behandlingen kan være livsviktig for pasienten, men den kan medføre visse komplikasjoner. Såkalt bronkopulmonal dysplasi (BPD) er en kronisk lungesykdom som det er vanlig at prematurfødte barn får, spesielt om de har fått mekanisk ventilering av lungene over lengre tid. Med korrekt overvåkning av lungefunksjonen kan man optimalisere pustehjelpen og dermed redusere risikoen for kroniske lungeproblemer. Standard behandlingsmetoder for disse pasientene er i dag respirator, CPAP, oksygen- og såkalt surfaktant-behandling. For overvåkning og diagnostisering benyttes overvåkning av respiratorluften, pulsokymetre, røntgen-fotografering av lungene og invasiv blodgassanalyse. Det er ønskelig å redusere bruken av røntgen på for tidlig fødte barn pga. risikoen for senere utvikling av kreft. Man vil også redusere behovet for invasive blodgassmålinger, som kan føre til blødninger, infeksjoner og skader på nerveskader og blodkar. Å benytte GASMAS-metoden (gass i spredende medium absorbsjonsspektroskopi) for å overvåke oksygenet inne i lungene åpner for en ny uforstyrrende måte å overvåke lungefunksjonen på. Teknikken bygger på diodelaserspektroskopi der laserlyset sendes inn i vevet, vekselvirker med gasser i hulrom inne i vevet, som for eksempel lungene, og det tilbakereflekterte lyset detekteres. Målet et er et apparat som kan plasseres ved kuvøsen og kobles til barnet via myke puter som inneholder optiske sendere og mottagere for det smalbåndete diodelaserlyset, som utnyttes for å måle gassmengde og oksygenkonsentrasjon direkte gjennom brystkassen.

I prosjektet er det tatt frem en prototype for noninvasiv overvåkning av oksygen i lungene til for tidlige fødte babyer. Denne er planlagt benyttet i en klinisk studie som skal starte innen to år etter prosjektets slutt. Den kliniske studien danner grunnlag for et kommersielt medisinsk apparat som skal gi forbedret overvåkning og diagnostisering av for tidlig fødte babyer. Forbedret overvåkning og diagnostisering gir økt overlevelsesrate og bedre livskvalitet senere i livet.

The object of this project is to develop a system for real-time, non-invasive monitoring of the lungs of preterm babies. Lung complications are very common in babies born before pregnancy week 30. The novel method "gas in scattering media absorption spectroscopy", GASMAS, holds the promise of a non-invasive, bedside laser monitoring system to improve lung diagnostics and ventilator optimisation. The outcome will be a prototype medical device that can be used in a clinical trial.