માનવ સ્વાસ્થ્યના સૂચક તરીકે શારીરિક મહત્વપૂર્ણ સંકેતોનું મહત્વ તબીબી વ્યાવસાયિકો દ્વારા લાંબા સમયથી સમજાયું છે, પરંતુ વર્તમાન કોવિડ-19 રોગચાળાએ તેના મહત્વ વિશે જનજાગૃતિ પણ વધારી છે.
કમનસીબે, મોટા ભાગના લોકો કે જેઓ પોતાને સતત મહત્વપૂર્ણ ચિહ્નોની દેખરેખમાંથી પસાર થતા જણાય છે તેઓ પહેલેથી જ ક્લિનિકલ સેટિંગમાં હોઈ શકે છે જ્યાં તેમની તીવ્ર બિમારી માટે સારવાર કરવામાં આવી રહી છે. રોગની સારવાર અને દર્દીની પુનઃપ્રાપ્તિની અસરકારકતાના સૂચક તરીકે મહત્વપૂર્ણ સંકેતોનો ઉપયોગ કરવાને બદલે, ભવિષ્યનું મોડેલ આરોગ્યસંભાળ રોગની શરૂઆતના સંભવિત સૂચકાંકોને ઓળખવા માટેના સાધન તરીકે સતત અને દૂરસ્થ મહત્વપૂર્ણ સાઇન મોનિટરિંગનો ઉપયોગ કરશે, જેનાથી ચિકિત્સકો ગંભીર રોગના વિકાસમાં હસ્તક્ષેપ કરી શકશે.પહેલાની સૌથી વહેલી તક.
એવી કલ્પના કરવામાં આવી છે કે ક્લિનિકલ-ગ્રેડ સેન્સર્સનું વધતું એકીકરણ આખરે નિકાલજોગ, પહેરી શકાય તેવા મહત્વપૂર્ણ ચિહ્નોના આરોગ્ય પેચના વિકાસને સક્ષમ કરશે જેનો નિયમિતપણે નિકાલ કરી શકાય અને બદલી શકાય, જેમ કે કોન્ટેક્ટ લેન્સ.
જ્યારે ઘણા સ્વાસ્થ્ય અને માવજત પહેરવાલાયક વસ્તુઓમાં મહત્વપૂર્ણ સંકેતો માપવાની ક્ષમતાઓનો સમાવેશ થાય છે, ત્યારે તેમના વાંચનની અખંડિતતા ઘણા કારણોસર પ્રશ્ન કરી શકાય છે, જેમાં વપરાયેલ સેન્સર્સની ગુણવત્તા (મોટા ભાગના ક્લિનિકલ ગ્રેડ નથી), તેઓ ક્યાં ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવ્યા છે અને ક્યાં સેન્સર્સ છે. પહેરતી વખતે શારીરિક સંપર્કની ગુણવત્તા.
જ્યારે આ ઉપકરણો અનુકૂળ અને આરામદાયક પહેરવા યોગ્ય ઉપકરણનો ઉપયોગ કરીને બિન-આરોગ્ય વ્યાવસાયિકોની કેઝ્યુઅલ સ્વ-નિરીક્ષણ માટેની ઇચ્છા માટે પર્યાપ્ત છે, તે પ્રશિક્ષિત તબીબી વ્યાવસાયિકો માટે વ્યક્તિગત સ્વાસ્થ્યનું યોગ્ય મૂલ્યાંકન કરવા અને જાણકાર નિદાન કરવા માટે યોગ્ય નથી.
બીજી બાજુ, હાલમાં લાંબા સમયના અંતરાલોમાં ક્લિનિકલ-ગ્રેડના મહત્વપૂર્ણ સંકેત અવલોકનો પ્રદાન કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા ઉપકરણો ભારે અને અસ્વસ્થતા હોઈ શકે છે, અને તેમાં પોર્ટેબિલિટીની વિવિધ ડિગ્રી હોય છે. આ ડિઝાઇન સોલ્યુશનમાં, અમે ચાર મહત્વપૂર્ણ સંકેત માપનના ક્લિનિકલ મહત્વની સમીક્ષા કરીએ છીએ - રક્ત ઓક્સિજન સંતૃપ્તિ (SpO2), હૃદયના ધબકારા (HR), ઇલેક્ટ્રોકાર્ડિયોગ્રામ (ECG), અને શ્વસન દર (RR) - અને ક્લિનિકલ શ્રેષ્ઠ સેન્સર પ્રકાર - દરેક ગ્રેડ માટે વાંચન પ્રદાન કરવાનું વિચારો.
સ્વસ્થ વ્યક્તિઓમાં બ્લડ ઓક્સિજન સંતૃપ્તિનું સ્તર સામાન્ય રીતે 95-100% આસપાસ હોય છે. જો કે, 93% અથવા તેનાથી નીચેનું SpO2 સ્તર સૂચવી શકે છે કે વ્યક્તિ શ્વસન સંબંધી તકલીફ અનુભવી રહી છે-જેમ કે કોવિડ-19 ધરાવતા દર્દીઓમાં સામાન્ય લક્ષણ-તેને એક સામાન્ય લક્ષણ બનાવે છે. તબીબી વ્યાવસાયિકો દ્વારા નિયમિત દેખરેખ માટે મહત્વપૂર્ણ મહત્વપૂર્ણ સંકેત. ફોટોપ્લેથિસ્મોગ્રાફી (PPG) એક ઓપ્ટિકલ માપન તકનીક છે જે ત્વચાની સપાટીની નીચે રક્તવાહિનીઓને પ્રકાશિત કરવા માટે બહુવિધ એલઇડી ઉત્સર્જકોનો ઉપયોગ કરે છે અને SpO2 ની ગણતરી કરવા માટે પ્રતિબિંબિત પ્રકાશ સિગ્નલને શોધવા માટે ફોટોોડિયોડ રીસીવરનો ઉપયોગ કરે છે. ઘણા કાંડા પહેરેલા વસ્ત્રોની સામાન્ય વિશેષતા, PPG લાઇટ સિગ્નલ ગતિ કલાકૃતિઓ અને આસપાસના પ્રકાશમાં ક્ષણિક ફેરફારોથી દખલ માટે સંવેદનશીલ હોય છે, જે ખોટા રીડિંગ્સ તરફ દોરી શકે છે, એટલે કે આ ઉપકરણો ક્લિનિકલ-ગ્રેડ માપન પ્રદાન કરતા નથી. ક્લિનિકલ સેટિંગમાં , SpO2 આંગળીથી પહેરવામાં આવતા પલ્સ ઓક્સિમીટર (આકૃતિ 2) નો ઉપયોગ કરીને માપવામાં આવે છે, જે સામાન્ય રીતે સ્થિર દર્દીની આંગળી સાથે સતત જોડાયેલ હોય છે. જ્યારે બેટરી સંચાલિત પોર્ટેબલ સંસ્કરણો અસ્તિત્વમાં છે, તે માત્ર તૂટક તૂટક માપન કરવા માટે યોગ્ય છે.
તંદુરસ્ત હૃદયના ધબકારા (HR) સામાન્ય રીતે 60-100 ધબકારા પ્રતિ મિનિટની રેન્જમાં માનવામાં આવે છે, જો કે, વ્યક્તિગત હૃદયના ધબકારા વચ્ચેનો સમય અંતરાલ સ્થિર નથી. સામાન્ય રીતે હાર્ટ રેટ વેરિએબિલિટી (HRV) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તેનો અર્થ એ છે કે હૃદયના ધબકારા એ કેટલાંક ધબકારા ચક્ર પર માપવામાં આવતી સરેરાશ છે. તંદુરસ્ત વ્યક્તિઓમાં, હૃદયના ધબકારા અને પલ્સ રેટ લગભગ સમાન હોય છે, કારણ કે હૃદયના સ્નાયુના દરેક સંકોચન સાથે, લોહી આખા શરીરમાં પમ્પ થાય છે. જો કે, કેટલીક ગંભીર હૃદયની સ્થિતિઓનું કારણ બની શકે છે. હૃદય અને નાડીના દરમાં તફાવત છે.
ઉદાહરણ તરીકે, ધમની ફાઇબરિલેશન (Afib) જેવા એરિથમિયામાં, હૃદયમાં દરેક સ્નાયુ સંકોચન સમગ્ર શરીરમાં લોહીને પમ્પ કરતું નથી - તેના બદલે, રક્ત હૃદયના ચેમ્બરમાં જ એકઠું થાય છે, જે જીવન માટે જોખમી હોઈ શકે છે .એટ્રિલ ફાઇબરિલેશન મુશ્કેલ હોઈ શકે છે. શોધવા માટે કારણ કે તે ક્યારેક તૂટક તૂટક અને માત્ર ટૂંકા સંક્ષિપ્ત અંતરાલ માટે થાય છે.
વર્લ્ડ હેલ્થ ઓર્ગેનાઈઝેશન મુજબ, Afib 40 વર્ષથી વધુ ઉંમરના લોકોમાં ચારમાંથી એક સ્ટ્રોકનું કારણ બને છે, એક હકીકત જે રોગને શોધી કાઢવા અને તેની સારવાર કરવામાં સક્ષમ હોવાના મહત્વને દર્શાવે છે. કારણ કે PPG સેન્સર એચઆરની સમાન ધારણા હેઠળ ઓપ્ટિકલ માપન કરે છે અને પલ્સ રેટ, એએફને શોધવા માટે તેમના પર આધાર રાખી શકાતો નથી. આ માટે હૃદયની વિદ્યુત પ્રવૃત્તિના સતત રેકોર્ડિંગની જરૂર છે -- લાંબા સમયના અંતરાલોમાં - હૃદયના વિદ્યુત સંકેતોની ગ્રાફિકલ રજૂઆત જેને ઇલેક્ટ્રોકાર્ડિયોગ્રામ (ECG) કહેવાય છે.
હોલ્ટર મોનિટર એ આ હેતુ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા સૌથી સામાન્ય ક્લિનિકલ ગ્રેડ પોર્ટેબલ ઉપકરણો છે. જ્યારે તેઓ ક્લિનિકલ સેટિંગમાં ઉપયોગમાં લેવાતા સ્ટેટિક ECG મોનિટર કરતાં ઓછા ઇલેક્ટ્રોડનો ઉપયોગ કરે છે, ત્યારે તેઓ પહેરવામાં ભારે અને અસ્વસ્થતા હોઈ શકે છે, ખાસ કરીને સૂતી વખતે.
12-20 શ્વાસ પ્રતિ મિનિટ એ મોટાભાગના સ્વસ્થ વ્યક્તિઓ માટે અપેક્ષિત શ્વસન દર (RR) છે. પ્રતિ મિનિટ 30 શ્વાસોથી ઉપરનો RR દર તાવ અથવા અન્ય કારણોને લીધે શ્વસનની તકલીફનું સૂચક હોઈ શકે છે. જ્યારે કેટલાક પહેરી શકાય તેવા ઉપકરણ ઉકેલો એક્સીલેરોમીટર અથવા PPG નો ઉપયોગ કરે છે. RR નું અનુમાન કરવા માટેની તકનીક, ક્લિનિકલ-ગ્રેડ RR માપન ECG સિગ્નલમાં સમાવિષ્ટ માહિતીનો ઉપયોગ કરીને અથવા બાયોઇમ્પેડન્સ (BioZ) સેન્સરનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે જે ત્વચાના વિદ્યુત અવરોધને દર્શાવવા માટે બે સેન્સરનો ઉપયોગ કરે છે. દર્દીના શરીર સાથે જોડાયેલા એક અથવા વધુ ઇલેક્ટ્રોડ.
જ્યારે એફડીએ-ક્લીયર ECG કાર્યક્ષમતા કેટલાક હાઈ-એન્ડ હેલ્થ અને ફિટનેસ વેરેબલ્સમાં ઉપલબ્ધ છે, ત્યારે બાયોઈમ્પેડન્સ સેન્સિંગ એ એક વિશેષતા છે જે સામાન્ય રીતે ઉપલબ્ધ નથી કારણ કે તેને અલગ બાયોઝેડ સેન્સર આઈસીનો સમાવેશ કરવાની જરૂર છે. આરઆર ઉપરાંત, બાયોઝેડ સેન્સર બાયોઈલેક્ટ્રિકલને સપોર્ટ કરે છે. ઇમ્પીડેન્સ એનાલિસિસ (બીઆઇએ) અને બાયોઇલેક્ટ્રિકલ ઇમ્પીડેન્સ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી (બીઆઇએસ), બંનેનો ઉપયોગ શરીરના સ્નાયુ, ચરબી અને પાણીના રચનાત્મક સ્તરોને માપવા માટે થાય છે. બાયોઝેડ સેન્સર ઇમ્પીડેન્સ ઇલેક્ટ્રોકાર્ડિયોગ્રાફી (ICG) ને પણ સપોર્ટ કરે છે અને ગેલ્વેનિક ત્વચા પ્રતિભાવ માપવા માટે વપરાય છે. GSR), જે તણાવનું ઉપયોગી સૂચક હોઈ શકે છે.
આકૃતિ 1 ક્લિનિકલ-ગ્રેડના મહત્વપૂર્ણ સંકેતો AFE ICનું કાર્યાત્મક બ્લોક ડાયાગ્રામ બતાવે છે જે એક જ પેકેજમાં ત્રણ અલગ-અલગ સેન્સર્સ (PPG, ECG અને BioZ) ની કાર્યક્ષમતાને એકીકૃત કરે છે.
આકૃતિ 1 MAX86178 અલ્ટ્રા-લો-પાવર, 3-ઇન-1 ક્લિનિકલ-ગ્રેડ મહત્વપૂર્ણ સંકેતો AFE (સ્રોત: એનાલોગ ઉપકરણો)
તેની ડ્યુઅલ-ચેનલ PPG ઓપ્ટિકલ ડેટા એક્વિઝિશન સિસ્ટમ 6 LED અને 4 ફોટોોડિયોડ ઇનપુટ્સ સુધી સપોર્ટ કરે છે, જેમાં LEDs બે ઉચ્ચ-વર્તમાન, 8-બીટ LED ડ્રાઇવરો દ્વારા પ્રોગ્રામ કરી શકાય છે. પ્રાપ્ત પાથમાં બે ઓછા-અવાજ, ઉચ્ચ-રિઝોલ્યુશન રીડઆઉટ ચેનલો છે, દરેક સ્વતંત્ર 20-બીટ ADCs અને એમ્બિયન્ટ લાઇટ કેન્સલેશન સર્કિટરી સહિત, 120Hz પર 90dB થી વધુ એમ્બિયન્ટ રિજેક્શન પ્રદાન કરે છે. PPG ચેનલનો SNR 113dB જેટલો ઊંચો છે, જે ફક્ત 16µA ના SpO2 માપને સપોર્ટ કરે છે.
ECG ચેનલ એ એક સંપૂર્ણ સિગ્નલ ચેઇન છે જે ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા ECG ડેટાને એકત્રિત કરવા માટે જરૂરી તમામ મુખ્ય સુવિધાઓ પૂરી પાડે છે, જેમ કે લવચીક લાભ, નિર્ણાયક ફિલ્ટરિંગ, ઓછો અવાજ, ઉચ્ચ ઇનપુટ અવરોધ અને બહુવિધ લીડ બાયસ વિકલ્પો. વધારાની સુવિધાઓ જેમ કે ઝડપી પુનઃપ્રાપ્તિ. , AC અને DC લીડ ડિટેક્શન, અલ્ટ્રા-લો પાવર લીડ ડિટેક્શન અને જમણા પગની ડ્રાઇવ ડ્રાય ઇલેક્ટ્રોડ સાથે કાંડામાં પહેરેલા ઉપકરણો જેવા ડિમાન્ડિંગ એપ્લિકેશન્સમાં મજબૂત કામગીરીને સક્ષમ કરે છે. એનાલોગ સિગ્નલ ચેઇન વિશાળ શ્રેણી સાથે 18-બીટ સિગ્મા-ડેલ્ટા ADC ચલાવે છે. વપરાશકર્તા દ્વારા પસંદ કરી શકાય તેવા આઉટપુટ નમૂના દરો.
BioZ પ્રાપ્ત ચેનલો EMI ફિલ્ટરિંગ અને વ્યાપક માપાંકન. બાયોઝેડ પ્રાપ્ત ચેનલોમાં ઉચ્ચ ઇનપુટ અવરોધ, ઓછો અવાજ, પ્રોગ્રામેબલ ગેઇન, લો-પાસ અને હાઇ-પાસ ફિલ્ટર વિકલ્પો અને ઉચ્ચ-રિઝોલ્યુશન ADCs પણ છે. ઇનપુટ ઉત્તેજના પેદા કરવા માટે ઘણા મોડ્સ છે: સંતુલિત સ્ક્વેર વેવ સોર્સ/સિંક કરંટ, સાઈન વેવ કરંટ, અને સાઈન વેવ અને સ્ક્વેર વેવ વોલ્ટેજ સ્ટીમ્યુલેશન. વિવિધ પ્રકારના સ્ટિમ્યુલેશન એમ્પ્લીટ્યુડ્સ અને ફ્રીક્વન્સીઝ ઉપલબ્ધ છે. તે BIA, BIS, ICG અને GSR એપ્લિકેશનને પણ સપોર્ટ કરે છે.
FIFO ટાઈમિંગ ડેટા ત્રણેય સેન્સર ચેનલોને સમન્વયિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. 7 x 7 49-બમ્પ વેફર-લેવલ પેકેજ (WLP) માં રહેલ, AFE IC માત્ર 2.6mm x 2.8mm માપે છે, જે તેને ક્લિનિકલ-ગ્રેડ તરીકે ડિઝાઇન માટે આદર્શ બનાવે છે. પહેરવા યોગ્ય છાતીમાં પેચ (આકૃતિ 2).
આકૃતિ 2 બે ભીના ઇલેક્ટ્રોડ સાથે છાતીનો પેચ, BIA અને સતત RR/ICG, ECG, SpO2 AFE (સ્રોત: એનાલોગ ઉપકરણો) ને સપોર્ટ કરે છે.
આકૃતિ 3 સમજાવે છે કે આ AFE ને સતત HR, SpO2 અને EDA/GSR સાથે માંગ પર BIA અને ECG પ્રદાન કરવા માટે કાંડા પર પહેરવા યોગ્ય તરીકે કેવી રીતે ડિઝાઇન કરી શકાય છે.
આકૃતિ 3: ચાર શુષ્ક ઇલેક્ટ્રોડ સાથે કાંડામાં પહેરવામાં આવેલ ઉપકરણ, સતત HR, SpO2 અને GSR AFE (સ્રોત: એનાલોગ ઉપકરણો) સાથે BIA અને ECG ને સપોર્ટ કરે છે.
SpO2, HR, ECG અને RR એ આરોગ્યસંભાળ વ્યાવસાયિકો દ્વારા નિદાનના હેતુઓ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા મહત્વપૂર્ણ મહત્વપૂર્ણ સંકેત માપન છે. પહેરવાલાયક વસ્તુઓનો ઉપયોગ કરીને સતત મહત્વપૂર્ણ સંકેતોનું નિરીક્ષણ એ ભવિષ્યના આરોગ્યસંભાળ મોડલ્સનો મુખ્ય ઘટક હશે, લક્ષણો દેખાય તે પહેલાં રોગની શરૂઆતની આગાહી કરે છે.
હાલમાં ઉપલબ્ધ ઘણા મહત્વપૂર્ણ સંકેતો મોનિટર એવા માપનનું ઉત્પાદન કરે છે જેનો ઉપયોગ આરોગ્યસંભાળ વ્યવસાયિકો દ્વારા કરી શકાતો નથી કારણ કે તેઓ જે સેન્સરનો ઉપયોગ કરે છે તે ક્લિનિકલ ગ્રેડ નથી, જ્યારે અન્ય લોકો પાસે આરઆરને ચોક્કસ રીતે માપવાની ક્ષમતા હોતી નથી કારણ કે તેમાં BioZ સેન્સરનો સમાવેશ થતો નથી.
આ ડિઝાઇન સોલ્યુશનમાં, અમે એક ICનું નિદર્શન કરીએ છીએ જે ત્રણ ક્લિનિકલ-ગ્રેડ સેન્સર્સ - PPG, ECG અને BioZ ને એક જ પેકેજમાં એકીકૃત કરે છે અને બતાવે છે કે તેને કેવી રીતે છાતી અને કાંડામાં પહેરવાલાયક વસ્તુઓમાં, SpO2, HR, ECG અને RR માપવા માટે ડિઝાઇન કરી શકાય છે. , જ્યારે BIA, BIS, GSR, અને ICG સહિત અન્ય ઉપયોગી આરોગ્ય-સંબંધિત કાર્યો પણ પૂરા પાડે છે. ક્લિનિકલ-ગ્રેડ વેરેબલ્સમાં ઉપયોગ કરવા ઉપરાંત, IC એ માહિતીનો પ્રકાર પ્રદાન કરવા માટે સ્માર્ટ કપડાંમાં એકીકરણ માટે આદર્શ છે જે ઉચ્ચ- પ્રદર્શન રમતવીરોની જરૂર છે.
એન્ડ્રુ બર્ટ એક્ઝિક્યુટિવ બિઝનેસ મેનેજર, ઔદ્યોગિક અને હેલ્થકેર બિઝનેસ યુનિટ, એનાલોગ ડિવાઇસ છે
પોસ્ટ સમય: ઓગસ્ટ-05-2022