国立卫生研究院 (NIH) 向伍斯特理工学院 (WPI) 研究员Ulkuhan Guler领导的团队拨款 110万美元，用于开发首款用于早产儿的可穿戴传感器，该传感器将通过以下方式解决医疗保健中的种族偏见以两种不同的方式监测氧气水平，并校正测量结果以考虑肤色的变化。

该项目为期四年，将创建一种方便、价格实惠、无创的传感器，其大小与绷带一样大小，使有肺部疾病风险的婴儿能够更快地离开医院，并在家中得到准确的监测，古勒说，他是该系的副教授。电气和计算机工程，以及该项目的首席研究员。

古勒说：“早产儿面临呼吸窘迫的风险，氧气监测对于他们的护理至关重要，这样他们才能离开医院回家。” “然而，一些在家中广泛使用的监测氧合的工具并不能准确测量肤色较深的婴儿的氧气水平。非常需要新技术来减轻测量中种族偏见的影响，并为治疗这些婴儿的临床医生提供重要信息。”

Guler 将与麻省大学陈医学院儿科系副教授兼系主任Lawrence Rhein博士以及密歇根州立大学电气工程和生物医学工程助理教授Bige Unluturk共同研究人员合作开展这项研究。

研究人员将开发一种带有微型低功耗电子传感器的贴片，该传感器将使用光以两种不同的方式测量血氧水平：经皮血气监测仪将感测通过皮肤扩散的氧气，脉搏血氧计将测量反射或血氧浓度。折射光来确定血红蛋白(红细胞中发现的一种蛋白质)的氧饱和度。

该传感器将数据传输到一个小型通信集线器，该集线器可以放置在婴儿床或婴儿背带上。该中心将运行一种消除偏差算法，以纠正有色人种的不准确测量结果。研究人员将把硬件和软件集成到一个系统中，该系统将在临床环境中对成人和婴儿进行试点测试。

该项目解决了复杂的健康和公平问题。医生需要评估呼吸系统患者吸入氧气并将其分配到身体组织的能力。最好的方法是从动脉抽血，但这个过程是侵入性的、痛苦的，并且只能提供一个时间点的数据。

脉搏血氧计，包括夹在指尖上的脉搏血氧计，使用间接方法来估计动脉血氧水平，但该技术已被证明会低估色素皮肤患者的氧合作用。

对 294 名早产儿进行的另一项研究表明，与白人婴儿相比，婴儿的脉搏血氧饱和度始终低估了氧气水平和低氧血症，或异常低的氧气水平。此外，古勒说，脉搏血氧仪无法检测接受氧疗的婴儿的过度氧合或氧中。

研究人员的项目建立在Guler 之前的工作基础上，旨在开发更好、更准确的氧气传感器。2022 年，她因开发一种用于婴儿的非侵入性传感器来间接测量动脉血中的氧气和二氧化碳水平而获得了国家科学基金会颁发的著名职业奖。她的工作是多项专利申请的主题。Guler、Rhein 和 Unluturk 最近在他们组织的 WPI 研讨会“经皮血气监测新方向”上展示了他们的研究成果。

尽管新研究的最初重点是患有呼吸系统疾病的婴儿，但传感器技术也可用于监测患有哮喘和慢性阻塞性肺病(COPD)等呼吸系统疾病的成年人。

“改进的传感器有可能帮助许多患者，而不仅仅是早产儿，”古勒说。“如果医生能够准确、有效、持续地在家中监测患者，他们就有可能让早产儿和成人提前出院并与家人团聚，这可以改善健康结果并防止可能产生终生后果的健康差异。”