Fizioloji həyati əlamətlərin insan sağlamlığının göstəriciləri kimi əhəmiyyəti tibb mütəxəssisləri tərəfindən çoxdan başa düşülüb, lakin hazırkı COVID-19 pandemiyası onun əhəmiyyəti barədə ictimaiyyətin məlumatlılığını da artırıb.
Təəssüf ki, davamlı həyati əlamət monitorinqi keçirən insanların əksəriyyəti artıq kəskin xəstəlik üçün müalicə olunduqları klinik şəraitdə ola bilər. Xəstəliyin müalicəsinin və xəstənin sağalmasının effektivliyinin göstəricisi kimi həyati əlamətlərdən istifadə etmək əvəzinə, gələcək model səhiyyə klinisyenlərə ağır xəstəliyin inkişafına müdaxilə etməyə imkan verən xəstəliyin başlanğıcının potensial göstəricilərini müəyyən etmək üçün bir vasitə kimi davamlı və uzaqdan həyati əlamətlərin monitorinqindən istifadə edəcəkdir.Əvvəlki ən erkən fürsət.
Nəzərdə tutulur ki, klinik səviyyəli sensorların artan inteqrasiyası nəhayət kontakt linzalar kimi müntəzəm olaraq atılan və dəyişdirilə bilən həyati əlamətlər üçün birdəfəlik istifadə edilə bilən yamaqların inkişafına imkan verəcək.
Bir çox sağlamlıq və fitnes geyimi həyati əlamətlərin ölçülməsi imkanlarına malik olsa da, onların oxunuşlarının bütövlüyü istifadə olunan sensorların keyfiyyəti (əksəriyyəti kliniki dərəcəli deyil), harada quraşdırıldığı və sensorların harada olması da daxil olmaqla bir sıra səbəblərə görə şübhə altına alına bilər. keyfiyyəti.Geyim zamanı fiziki təmas.
Bu cihazlar qeyri-sağlamlıq mütəxəssislərinin rahat və rahat geyilə bilən cihazdan istifadə edərək təsadüfi özünü müşahidə etmək istəyi üçün adekvat olsa da, fərdi sağlamlığı düzgün qiymətləndirmək və məlumatlı diaqnoz qoymaq üçün təlim keçmiş tibb mütəxəssisləri üçün uyğun deyil.
Digər tərəfdən, hazırda daha uzun zaman intervallarında klinik dərəcəli həyati əlamət müşahidələrini təmin etmək üçün istifadə edilən cihazlar həcmli və narahat ola bilər və müxtəlif dərəcədə daşına bilir. Bu dizayn həllində biz dörd həyati əlamətin ölçülməsinin - qanın klinik əhəmiyyətini nəzərdən keçiririk. oksigenlə doyma (SpO2), ürək dərəcəsi (HR), elektrokardioqram (EKQ) və tənəffüs dərəcəsi (RR) - və kliniki Ən Yaxşı Sensor Tipi - Oxunuşların hər bir dərəcəsi üçün təmin etməyi düşünün.
Sağlam fərdlərdə qan oksigenlə doyma səviyyələri adətən 95-100% civarında olur. Bununla belə, SpO2 səviyyəsinin 93% və ya daha aşağı olması fərddə tənəffüs çətinliyi yaşadığını göstərə bilər (məsələn, COVID-19 olan xəstələrdə ümumi simptom kimi) bunu tibb mütəxəssisləri tərəfindən müntəzəm monitorinq üçün mühüm həyati əlamətdir.Fotopletismoqrafiya (PPG) dərinin səthinin altındakı qan damarlarını işıqlandırmaq üçün çoxsaylı LED emitentlərindən və SpO2-ni hesablamaq üçün əks olunan işıq siqnalını aşkar etmək üçün fotodiod qəbuledicisindən istifadə edən optik ölçmə texnikasıdır. bir çox biləkdə geyilən geyilən cihazların ümumi xüsusiyyəti olan PPG işıq siqnalı hərəkət artefaktlarının müdaxiləsinə və ətraf işıqlandırmada keçici dəyişikliklərə həssasdır, bu da yanlış oxunuşlara səbəb ola bilər, yəni bu cihazlar klinik səviyyəli ölçmələri təmin etmir .Klinik şəraitdə , SpO2 barmaqda taxılan nəbz oksimetri (Şəkil 2) ilə ölçülür, adətən davamlı olaraq stasionar xəstənin barmağına bağlanır. Batareya ilə işləyən portativ versiyalar mövcud olsa da, onlar yalnız aralıq ölçmələr aparmaq üçün uyğundur.
Sağlam ürək dərəcəsi (HR) ümumiyyətlə dəqiqədə 60-100 döyüntü diapazonunda hesab olunur, lakin fərdi ürək döyüntüləri arasındakı vaxt intervalı sabit deyil. Ümumiyyətlə ürək dərəcəsi dəyişkənliyi (HRV) adlanır, bu o deməkdir ki, ürək dərəcəsi bir neçə ürək döyüntüsü dövrü ərzində ölçülən orta göstəricidir. Sağlam insanlarda ürək dərəcəsi və nəbz dərəcəsi demək olar ki, eyni olur, çünki ürək əzələsinin hər daralması ilə qan bütün bədənə pompalanır. Bununla belə, bəzi ciddi ürək xəstəlikləri səbəb ola bilər. ürək və nəbz dərəcələri fərqlənir.
Məsələn, atrial fibrilasiya (Afib) kimi aritmiyalarda ürəkdəki hər əzələ daralması bütün bədənə qan pompalamır - bunun əvəzinə qan ürəyin özünün kameralarında toplanır ki, bu da həyat üçün təhlükə yarada bilər .Atrial fibrilasiya çətin ola bilər. aşkar etmək üçün, çünki bəzən fasilələrlə və yalnız qısa qısa fasilələrlə baş verir.
Ümumdünya Səhiyyə Təşkilatının məlumatına görə, Afib 40 yaşdan yuxarı insanlarda hər dörd insulta səbəb olur ki, bu da xəstəliyi aşkar edib müalicə edə bilmənin vacibliyini göstərir. Çünki PPG sensorları HR və Nəbz dərəcəsi, AF-ni aşkar etmək üçün onlara etibar edilə bilməz. Bunun üçün ürəyin elektrik fəaliyyətinin davamlı qeydləri tələb olunur -- elektrokardioqram (EKQ) adlanan ürəyin elektrik siqnallarının qrafik təsviri -- uzun zaman intervalları.
Holter monitorları bu məqsədlə istifadə edilən ən geniş yayılmış klinik dərəcəli portativ cihazlardır. Onlar klinik şəraitdə istifadə olunan statik EKQ monitorlarından daha az elektroddan istifadə etsələr də, xüsusilə yuxu zamanı onları taxmaq böyük və narahat ola bilər.
Dəqiqədə 12-20 nəfəs əksər sağlam insanlar üçün gözlənilən tənəffüs dərəcəsidir (RR). Dəqiqədə 30 nəfəsdən yuxarı bir RR dərəcəsi qızdırma və ya digər səbəblərə görə tənəffüs çətinliyinin göstəricisi ola bilər. Bəzi geyilə bilən cihaz həlləri akselerometr və ya PPG istifadə edərkən RR nəticə çıxarmaq texnologiyası, klinik dərəcəli RR ölçmələri EKQ siqnalında olan məlumatlardan istifadə etməklə və ya dərinin elektrik empedansını xarakterizə etmək üçün iki sensordan istifadə edən bioimpedans (BioZ) sensorundan istifadə etməklə həyata keçirilir. Bir və ya daha çox elektrod xəstənin bədəninə yapışdırılır.
FDA tərəfindən təsdiqlənmiş EKQ funksionallığı bəzi yüksək səviyyəli sağlamlıq və fitnes geyilən cihazlarda mövcud olsa da, bioimpedans sensoru adətən mövcud olmayan bir xüsusiyyətdir, çünki o, ayrıca BioZ sensor IC-nin daxil edilməsini tələb edir. RR-dən əlavə, BioZ sensoru Bioelectrical-ı dəstəkləyir. Empedans Analizi (BIA) və Bioelektrik Empedans Spektroskopiyası (BIS), hər ikisi bədən əzələsi, yağ və suyun tərkib səviyyələrini ölçmək üçün istifadə olunur. BioZ sensoru həm də empedans elektrokardioqrafiyasını (ICG) dəstəkləyir və dərinin qalvanik reaksiyasını ölçmək üçün istifadə olunur ( GSR), stressin faydalı göstəricisi ola bilər.
Şəkil 1 üç ayrı sensorun (PPG, EKQ və BioZ) funksionallığını bir paketə birləşdirən klinik dərəcəli həyati əlamətlərin AFE IC funksional blok diaqramını göstərir.
Şəkil 1 MAX86178 ultra aşağı güclü, 3-ü 1-də klinik dərəcəli həyati əlamətlər AFE (Mənbə: Analoq Cihazlar)
Onun iki kanallı PPG optik məlumat toplama sistemi iki yüksək cərəyanlı, 8 bitlik LED sürücüsü vasitəsilə proqramlaşdırıla bilən LED-lərlə 6 LED və 4 fotodiod girişini dəstəkləyir. hər biri 120Hz-də 90dB-dən çox ətraf mühitin rədd edilməsini təmin edən müstəqil 20-bit ADC-lər və ətraf işığın ləğvi sxemi daxil olmaqla. PPG kanalının SNR-i 113dB qədər yüksəkdir və yalnız 16µA SpO2 ölçülməsini dəstəkləyir.
EKQ kanalı çevik qazanc, kritik filtrləmə, aşağı səs-küy, yüksək giriş empedansı və çoxsaylı aparıcı meyl seçimləri kimi yüksək keyfiyyətli EKQ məlumatlarını toplamaq üçün lazım olan bütün əsas xüsusiyyətləri təmin edən tam siqnal zənciridir. Sürətli bərpa kimi əlavə xüsusiyyətlər , AC və DC qurğuşun aşkarlanması, ultra aşağı güc qurğusunun aşkarlanması və sağ ayaq sürücüsü quru elektrodları olan biləkdə taxılan cihazlar kimi tələbkar tətbiqlərdə möhkəm işləməyə imkan verir. Analoq siqnal zənciri geniş diapazonlu 18 bitlik siqma-delta ADC-ni idarə edir. istifadəçi tərəfindən seçilə bilən çıxış nümunəsi dərəcələri.
BioZ qəbul kanalları EMI filtri və geniş kalibrləmə xüsusiyyətinə malikdir. BioZ qəbul kanalları həmçinin yüksək giriş empedansı, aşağı səs-küy, proqramlaşdırıla bilən qazanc, aşağı keçid və yüksək ötürücü filtr seçimləri və yüksək ayırdetməli ADC-lərə malikdir. Giriş stimullarını yaratmaq üçün bir neçə rejim var: balanslaşdırılmış kvadrat dalğa mənbəyi/batırma cərəyanı, sinus dalğa cərəyanı və sinus dalğası və kvadrat dalğa gərginliyinin stimullaşdırılması. Müxtəlif stimullaşdırma amplitüdləri və tezlikləri mövcuddur. O, həmçinin BIA, BIS, ICG və GSR tətbiqlərini dəstəkləyir.
FIFO vaxt məlumatları hər üç sensor kanalını sinxronizasiya etməyə imkan verir. 7 x 7 49 qabar vafli səviyyəli paketdə (WLP) yerləşdirilmiş AFE IC yalnız 2,6 mm x 2,8 mm ölçür və onu klinik səviyyəli dizayn üçün ideal edir. geyilə bilən sinə yamağı (Şəkil 2).
Şəkil 2 BIA və davamlı RR/ICG, EKQ, SpO2 AFE dəstəkləyən iki yaş elektrodlu döş qəfəsi yamağı (Mənbə: Analoq Cihazlar)
Şəkil 3, bu AFE-nin davamlı HR, SpO2 və EDA/GSR ilə tələb olunan BİA və EKQ təmin etmək üçün biləkdə taxılan geyilə bilən cihaz kimi necə dizayn oluna biləcəyini göstərir.
Şəkil 3: Dörd quru elektrodlu, BİA və EKQ-ni dəstəkləyən, davamlı HR, SpO2 və GSR AFE ilə biləyə taxılan cihaz (Mənbə: Analoq Cihazlar)
SpO2, HR, EKQ və RR diaqnostik məqsədlər üçün səhiyyə mütəxəssisləri tərəfindən istifadə olunan mühüm həyati əlamət ölçüləridir. Geyinilə bilən cihazlardan istifadə etməklə həyati əlamətlərin davamlı monitorinqi gələcək səhiyyə modellərinin əsas komponenti olacaq və simptomlar görünməzdən əvvəl xəstəliyin başlanğıcını proqnozlaşdıracaq.
Hal-hazırda mövcud həyati əlamətlərin monitorlarının çoxu tibb işçiləri tərəfindən istifadə edilə bilməyən ölçmələr yaradır, çünki onların istifadə etdiyi sensorlar klinik dərəcəli deyil, digərləri isə sadəcə olaraq RR-ni dəqiq ölçmək qabiliyyətinə malik deyillər, çünki onlara BioZ sensorları daxil deyil.
Bu dizayn həllində biz üç klinik səviyyəli sensoru - PPG, EKQ və BioZ-ni bir paketə birləşdirən IC nümayiş etdiririk və onun SpO2, HR, EKQ və RR ölçmək üçün sinə və bilək taxılan cihazlarda necə dizayn oluna biləcəyini göstəririk. , eyni zamanda BIA, BIS, GSR və ICG daxil olmaqla digər faydalı sağlamlıqla bağlı funksiyaları təmin etməklə yanaşı. Klinik dərəcəli geyilə bilən cihazlarda istifadə olunmaqla yanaşı, IC yüksək keyfiyyətli informasiyanı təmin etmək üçün ağıllı geyimlərə inteqrasiya üçün idealdır. performans idmançıları lazımdır.
Endryu Burt Analoq Cihazlar üzrə İcraçı Biznes Meneceri, Sənaye və Səhiyyə Biznes Bölməsidir
Göndərmə vaxtı: 05 avqust 2022-ci il