Датчик может позволить смартфону измерять жизненные показатели

В течение почти 120 лет существовал только один точный, неинвазивный способ измерения артериального давления, не требующий постоянной повторной калибровки:метод Рива-Роччи, разработанный Сципионе Рива-Роччи в 1896 году и использующий физическое давление. , как правило, в виде надувной манжеты. LMD заявила, что разработала вариант метода Рива-Роччи, в котором используются датчики, которые, как предлагает LMD, можно легко встроить непосредственно в смартфоны.

Технология LMD может использоваться для измерения диастолического и систолического артериального давления человека, а также для измерения других жизненно важных медицинских параметров с помощью V-датчика. Этот продукт является частью грядущей волны медицинских устройств, интегрированных с телефонами - не только носимых устройств, но и стандартизированных медицинских решений, считывающих показатели жизнедеятельности с клинической точностью. Вместо того, чтобы измерять то, что легко, они будут измерять то, что полезно. Вместо того, чтобы искать медицинское применение тому, что можно измерить, они будут проводить измерения, имеющие медицинское значение.

Настройка оборудования (Изображение:Leman Micro Devices)

Смартфон станет еще более неотъемлемой частью экосистемы Интернета вещей, когда станет важным инструментом для медицинского сектора. Одна из целей - быстро и легко измерить артериальное давление без какой-либо персональной калибровки в соответствии со стандартом ISO. V-Sensor LMD буквально передает важную информацию людям, которые никогда не измеряли и не имеют представления о своем кровяном давлении. Более качественный мониторинг артериального давления вне клинической среды может привести к качественному прогрессу в направлении более эффективной профилактики и лечения гипертонии.

Еще одним часто измеряемым параметром является температура. Датчик на смартфоне сможет выполнять эту необходимую функцию в медицинских целях, а также в различных промышленных условиях. Другими параметрами являются частота пульса, частота дыхания и уровень кислорода в крови. Вместе они представляют собой мощный диагностический инструмент, который можно комбинировать с другими датчиками для мониторинга широкого спектра сердечно-сосудистых заболеваний.

Физика, лежащая в основе измерений

Технологии трансформируют отрасль здравоохранения, особенно за счет постоянного мониторинга людей дома, в свободное время и даже на работе, регистрируя события, происходящие в течение дня. По мнению сторонников новых технологий, постоянный мониторинг биомедицинских параметров будет стимулировать людей к принятию и поддержанию здорового образа жизни с целью укрепления здоровья и предотвращения болезней.

Решение, предлагаемое LMD, использует инновационную сенсорную технологию для измерения артериального давления, температуры и пульса и даже для выполнения функций ЭКГ, регистрируя электрическую активность сердца. Для измерения артериального давления используется процедура Рива-Роччи. Артериальное давление - это давление, оказываемое кровью, перекачиваемой из сердца, на стенку артерий, по которым кровь распределяется по телу. Артериальное давление в артериях можно измерить напрямую, введя небольшую трубку (катетер) в саму артерию и подключив ее к измерительному устройству (датчику давления). На практике это происходит только в особых случаях, например, во время операции.

Смартфон с V-датчиком

С другой стороны, обычное измерение артериального давления выполняется косвенно, с использованием специальных устройств, которые могут измерять артериальное давление извне неинвазивным способом. Из этих устройств наиболее точным и широко используемым до сих пор является устройство, разработанное Рива-Роччи чуть более века назад. Он состоит из резинового браслета, подключенного с одной стороны к небольшому ручному насосу, а с другой - к манометру с ртутным столбиком. Поскольку прибор был оборудован стеклянной колонкой, содержащей ртуть и имеющей датчик, показывающий расстояние, выраженное в миллиметрах, единицей измерения, с помощью которой сообщаются максимальные и минимальные значения артериального давления, являются миллиметры ртутного столба (мм рт. Ст.).

Между тем, температура тела традиционно измеряется с помощью инфракрасного сканирования лба с учетом условий окружающей среды, как впервые было применено в 1835 году. Информация ЭКГ может быть получена с датчика, помещенного между руками. Наконец, традиционные измерения частоты пульса, кислорода в крови (SpO ₂ ) и частота дыхания основаны на известных датчиках пульсоксиметрии с установленной технологией, используемых с 1972 года. Частота дыхания рассчитывается на основе частоты сердечных сокращений и амплитудной модуляции (дыхательная синусовая аритмия).

«Мы объединили устоявшуюся зрелую науку с современными технологиями, - сказал Крис Эллиотт, основатель и директор Leman Micro Devices SA. «Это дает пользователям и их врачам понятные и понятные результаты измерений, которым они могут доверять благодаря удобству использования медицинского устройства в любое время.

«Например, мы измеряем артериальное давление, используя те же методы, что и манжета на руке, но мы делаем его проще, меньше и дешевле, используя кончик пальца и заставляя пользователя нажимать сильнее или мягче вместо того, чтобы дорогая помпа и манжета, - добавил Эллиотт. Он объяснил, что высокое кровяное давление (гипертония) - это «тихий убийца», не имеющий симптомов, поэтому установка измерителя артериального давления без манжеты и без калибровки в каждый телефон может спасти жизни многих из 9 миллионов человек, которые ежегодно умирают от него. .

Технология

Технология LMD состоит из аппаратного модуля V-Sensor и программного алгоритма e-Checkup, который инструктирует пользователя и анализирует данные, а также поддерживает диагностику на сервере для хранения данных. Все три части будут соответствовать всем нормативным требованиям CE, FDA и CFDA для медицинских устройств класса IIA / II, а также всем соответствующим правилам конфиденциальности.

V-Sensor имеет датчик давления, встроенный в мягкую плоскую эпоксидную смолу, которая прижимается к кончику пальца. Светодиоды и фотодиод образуют обычный пульсоксиметр, который освещает кончик пальца. Термобатарея измеряет тепловое излучение для оценки температуры тела. Специальная интегральная схема, разработанная LMD, управляет светодиодами; собирает и оцифровывает данные с фотодиода, датчика давления и термобатареи; и взаимодействует с процессором мобильного телефона.

V-Sensor может быть встроен в заднюю часть смартфона и имеет изогнутую форму, чтобы уместить его на кончике пальца. Он предлагает удобный и эргономичный пользовательский интерфейс. Чтобы измерить артериальное давление, пользователь просто держит телефон естественным хватом, указав указательным пальцем на V-датчике, расположенном на задней панели телефона, а большим пальцем - на переднем экране. Приложение e-Checkup помогает пользователю поиграть с дисплеем, нажимая сильнее или мягче. Измерение занимает примерно одну минуту. Никаких внешних устройств не требуется; Смартфон с функцией электронной проверки предоставляет полное решение.

Приложение представляет собой интерфейс между операционной системой телефона и датчиком V-Sensor LMD. Он берет на себя всю обработку, включая получение характеристик V-Sensor из базы данных LMD при первом использовании. Точность измерения артериального давления соответствует стандарту ISO 81060-2, основным критерием которого является средняя ошибка <5 мм рт. Ст. И стандартное отклонение <8 мм. Все измерения можно проводить в любом месте и в любое время менее чем за 60 секунд, следуя инструкциям на экране и без необходимости использования специальных принадлежностей или предварительной калибровки.

Рассматриваемый датчик (крошечное устройство длиной 15 мм, которое можно разместить на задней панели смартфона) не только позволяет измерять артериальное давление, но, согласно LMD, позволяет получать точные измерения температуры тела, насыщения кислородом ( показатель легочной функции), частоты сердечных сокращений и скорости дыхания.

Исследования и разработки LMD показали, что данные V-Sensor могут быть объединены с данными акселерометра в телефоне, когда они поднесены к груди, чтобы определить время сердечной функции:время выброса левого желудочка (LVET), время аортального и митрального клапанов и многое другое. другие. Дальнейшие измерения могут объединить изображения с камеры телефона.

Экономист в области здравоохранения разработал модель Маркова, используя эмпирические данные для оценки воздействия на здоровье покупки телефона, измеряющего артериальное давление. Он показал, что в среднем молодой пользователь получает около шести месяцев жизни, а пожилой пользователь - около трех месяцев.

>> Эта статья была первоначально опубликована на наш дочерний сайт EE Times Europe.