Development and bench evaluation of a smart support surface integrating multimodal sensing and localized low-flow oxygen delivery to support pressure injury prevention

जो कोई भी अस्पताल के बिस्तर पर लंबे समय तक लेटा रहता है, उसके लिए उसके नीचे की सतह केवल आराम करने की जगह नहीं है; यह उनके स्वास्थ्य का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। जब शरीर बहुत लंबे समय तक स्थिर रहता है, तो शरीर का भार त्वचा और उसके नीचे के ऊतकों (टिश्यू) पर दबाव डालता है, जिससे रक्त और ऑक्सीजन का प्रवाह रुक जाता है। यह दबाव, त्वचा और गद्दे के बीच जमा होने वाली गर्मी और नमी के साथ मिलकर, त्वचा को नुकसान पहुँचा सकता है, जिससे दर्दनाक और खतरनाक घाव हो सकते हैं जिन्हें 'प्रेशर इंजरी' (दबाव संबंधी चोट) कहा जाता है। हालांकि इन चोटों को रोकने के लिए मरीज को नियमित रूप से हिलाना एक मानक तरीका है, लेकिन हमेशा ऐसा बार-बार करना संभव नहीं होता, विशेष रूप से व्यस्त अस्पतालों में या सीमित गतिशीलता वाले मरीजों के लिए। वैज्ञानिक लंबे समय से ऐसे स्मार्ट बेड बनाने की कोशिश कर रहे हैं जो न केवल यह महसूस कर सकें कि दबाव कब खतरनाक हो रहा है, बल्कि सक्रिय रूप से त्वचा के ठीक आसपास के वातावरण को भी बेहतर बना सकें ताकि उसे स्वस्थ रखा जा सके।

इंडोनेशिया के शोधकर्ताओं की एक टीम ने एक नए प्रकार के स्मार्ट मैट्रेस प्रोटोटाइप को बनाकर और उसका परीक्षण करके इस लक्ष्य की ओर एक महत्वपूर्ण कदम उठाया है। यह उपकरण, जिसे वे 'स्मार्ट बेडिंग सरफेस' कहते हैं, दो काम एक साथ करने के लिए डिज़ाइन किया गया है: यह लगातार उस स्थिति की निगरानी करता है जहाँ मरीज का शरीर बिस्तर को छूता है, और यह उसी स्थान में थोड़ी मात्रा में ऑक्सीजन पंप करता है। विचार यह है कि यह जानकर कि बिल्कुल कितना दबाव डाला जा रहा है और त्वचा को ठंडा और सूखा रखकर साथ ही थोड़ा ऑक्सीजन देकर, बेड घावों को बनने से रोकने में मदद कर सकता है। हालाँकि, शोधकर्ता यह स्पष्ट करने में बहुत सावधान थे कि वे वास्तव में क्या परीक्षण कर रहे थे। उन्होंने इस उपकरण को वास्तविक मरीजों पर यह देखने के लिए नहीं लगाया कि क्या यह घावों को रोकता है। इसके बजाय, उन्होंने मैट्रेस को एक इंजीनियरिंग उपकरण की तरह माना, और इसे वर्कबेंच पर कई कड़े परीक्षणों से गुजारा ताकि यह देखा जा सके कि सेंसर सही ढंग से काम करते हैं या नहीं और क्या ऑक्सीजन प्रणाली अन्य समस्याओं का कारण बने बिना सुचारू रूप से चल सकती है।

टीम ने एक प्रोटोटाइप बनाया है जो एक मानक गद्दे जैसा दिखता है लेकिन इसमें छिपी हुई तकनीक भरी हुई है। इसके ऊपरी परत के नीचे, उन्होंने ऐसे सेंसर लगाए हैं जो दबाव को महसूस कर सकते हैं, तापमान को माप सकते हैं, और सतह के ठीक बगल में हवा की नमी का पता लगा सकते हैं। उन्होंने मैट्रेस के माध्यम से ऑक्सीजन पहुंचाने के लिए सूक्ष्म चैनलों का एक नेटवर्क भी बुना है। यह प्रणाली काम करती है या नहीं, यह जांचने के लिए, उन्होंने मैट्रेस को अलग-अलग वजन के नीचे रखा ताकि एक व्यक्ति के लेटने का अनुकरण (सिमुलेशन) किया जा सके। उन्होंने विशिष्ट मात्रा में दबाव लगाया, जो 40, 80, और 120 मिलीमीटर मरकरी के बराबर था, जो अस्पताल के माहौल में पाए जाने वाले दबाव के सामान्य स्तर हैं। सेंसर ने जो दबाव महसूस किया, उसकी रिपोर्ट दी, और परिणाम वास्तव में वास्तविक वजन के बहुत करीब थे। जब मैट्रेस को 40 यूनिट के बल से दबाया गया, तो सेंसर ने औसतन 41.2 यूनिट दर्ज किया। 80 यूनिट के बल पर, उन्होंने 78.9 दर्ज किया, और 120 पर, उन्होंने 118.4 दर्ज किया। मशीन ने जो महसूस किया और जो वास्तव में वहां था, उनके बीच का अंतर बहुत कम था, आमतौर पर दो यूनिट से भी कम, जो यह दर्शाता है कि सेंसर सटीक और स्थिर थे।

इसके बाद, शोधकर्ताओं ने ऑक्सीजन वितरण प्रणाली का परीक्षण किया। उन्होंने मशीन को एक मिनट में एक लीटर की दर से ऑक्सीजन पंप करने के लिए सेट किया, जो एक कोमल प्रवाह है जिसका उद्देश्य बिस्तर को इधर-उधर उड़ाए बिना हवा को ताज़ा करना है। उन्होंने सिस्टम को लगातार छह घंटे, फिर बारह घंटे, और अंत में पूरे एक दिन तक चलने दिया। इस दौरान, प्रवाह स्थिर रहा, जो एक लीटर के लक्ष्य के आसपास ही बना रहा। शोधकर्ताओं ने बारीकी से यह भी देखा कि क्या इस ऑक्सीजन को पंप करने से मैट्रेस गलती से गर्म हो सकता है या इसे बहुत अधिक नम बना सकता है, जो हानिकारक हो सकता है। 24 घंटों के दौरान, मैट्रेस का सतही तापमान केवल एक अंश डिग्री से ही बढ़ा, 0.3 और 0.5 डिग्री सेल्सियस के बीच, और आर्द्रता (ह्यूमिडिटी) में भी समान रूप से छोटी वृद्धि हुई। इससे संकेत मिला कि ऑक्सीजन प्रणाली बिना नकारात्मक तरीके से माइक्रोक्लाइमेट को बदले, लंबे समय तक चल सकती है।

टीम यह भी जानना चाहती थी कि क्या नर्सें वास्तव में इस उपकरण का उपयोग कर सकती हैं। उन्होंने स्वास्थ्य कर्मियों से बिस्तर को तैयार करने, दिन के दौरान इसकी जांच करने और इसे साफ करने के बुनियादी कार्यों को करने के लिए कहा। कर्मचारियों ने पाया कि बिस्तर सेटअप करने में औसally छह और आधा मिनट, इसकी जांच करने में दो मिनट से थोड़ा अधिक और इसे साफ करने में लगभग साढ़े चार मिनट का समय लगा। एकमात्र वास्तविक कठिनाई जो उन्हें आई, वह थी डिवाइस से जुड़ने वाले केबलों को प्रबंधित करना, जिसके लिए उन्हें केबलों को रास्ते से हटाने के लिए सावधानीपूर्वक रूटिंग की आवश्यकता थी। इन परीक्षणों ने दिखाया कि उपकरण इतना व्यावहारिक है कि इसे व्यस्त स्टाफ द्वारा बिना बहुत अधिक समय लिए संभाला जा सकता है।

इन उत्साहजनक परिणामों के बावजूद, शोधकर्ता इस बात को लेकर बहुत स्पष्ट हैं कि उनका अध्ययन क्या सिद्ध नहीं करता है। वे इस बात पर जोर देते हैं कि हालांकि मशीन लैब में अच्छी तरह काम करती है, लेकिन उन्होंने अभी तक यह नहीं दिखाया है कि यह वास्तव में वास्तविक लोगों में दबाव संबंधी चोटों को रोकती है। परीक्षण वर्कबेंच पर किए गए थे, मानव त्वचा पर नहीं, इसलिए वे सटीक रूप से नहीं जानते कि वास्तव में कितना ऑक्सीजन ऊतकों (टिश्यू) तक पहुँचता है या क्या सेंसर बिस्तर में हिलते हुए मानव शरीर के जटिल घुमावों को संभाल सकते हैं। इसके अलावा, चूंकि ऑक्सीजन से आग लगने का खतरा बढ़ सकता है, टीम का कहना है कि इस डिवाइस को कभी भी मरीज पर उपयोग करने से पहले बहुत अधिक सुरक्षा परीक्षणों की आवश्यकता है। अध्ययन पुष्टि करता है कि इंजीनियरिंग अवधारणा व्यवहार्य है—कि एक बेड दबाव को महसूस कर सकता है और साथ ही ऑक्सीजन दे सकता है—लेकिन यह दावा करने से पहले कि डिवाइस अस्पताल के लिए तैयार है, यह रुक जाता है। आगे का रास्ता अधिक विस्तृत सुरक्षा जांच, ऑक्सीजन के प्रसार के बेहतर परीक्षण, और अंततः, नियंत्रित अध्ययनों के साथ है ताकि यह देखा जा सके कि क्या यह स्मार्ट बेडिंग वास्तव में त्वचा को स्वस्थ रख सकती है।