Pentinge tandha vital fisiologis minangka indikator kesehatan manungsa wis suwe dimangerteni dening para profesional medis, nanging pandemi COVID-19 saiki uga nambah kesadaran masarakat babagan pentinge.
Sayange, umume wong sing ngalami pemantauan tandha vital sing terus-terusan bisa uga ana ing kahanan klinis sing lagi diobati amarga penyakit akut. kesehatan bakal nggunakake terus-terusan lan remot ngawasi tandha vital minangka alat kanggo ngenali pratondho potensial serangn penyakit, saéngga dokter kanggo campur ing pangembangan penyakit abot.Kesempatan paling awal sadurunge.
Dibayangake manawa integrasi sensor kelas klinis sing saya tambah bakal bisa nggawe tambalan kesehatan tandha-tandha vital sing bisa digunakake lan bisa digunakake sing bisa dibuwang lan diganti kanthi rutin, kayata lensa kontak.
Nalika akeh sing bisa digunakake kanggo kesehatan lan fitness kalebu kemampuan pangukuran tandha-tandha vital, integritas wacane bisa ditakoni amarga sawetara alasan, kalebu kualitas sensor sing digunakake (paling ora kelas klinis), ing endi dipasang, lan ing endi sensor. kualitas.Kontak fisik nalika nganggo.
Nalika piranti kasebut cukup kanggo kepinginan para profesional non-kesehatan kanggo pengamatan diri sing sembrono nggunakake piranti sing bisa dipakai sing trep lan nyaman, piranti kasebut ora cocog kanggo profesional medis sing dilatih kanggo netepake kesehatan individu kanthi bener lan nggawe diagnosis sing tepat.
Ing tangan liyane, piranti sing saiki digunakake kanggo nyedhiyakake pengamatan tandha vital kelas klinis sajrone interval wektu sing luwih suwe bisa dadi gedhe lan ora nyaman, lan nduweni derajat portabilitas sing beda-beda. saturasi oksigen (SpO2), denyut jantung (HR), elektrokardiogram (ECG), lan tingkat respirasi (RR) - lan nimbang nyedhiyakake Tipe Sensor Paling Apik klinis - Wacan kanggo saben kelas.
Tingkat saturasi oksigen getih ing wong sing sehat biasane udakara 95-100%. Nanging, tingkat SpO2 93% utawa luwih murah bisa nuduhake manawa ana wong sing ngalami gangguan pernapasan - kaya gejala umum ing pasien COVID-19 - dadi tandha vital penting kanggo ngawasi biasa dening profesional medical.Photoplethysmography (PPG) iku sawijining technique pangukuran optik sing nggunakake macem-macem emitter LED kanggo madhangi pembuluh getih ngisor lumahing kulit lan panrima photodiode kanggo ndeteksi sinyal cahya dibayangke kanggo ngetung SpO2. Nalika iku wis dadi. fitur umum saka akeh wearables bangkekan-worn, sinyal cahya PPG rentan kanggo gangguan saka artefak gerakan lan owah-owahan transien ing cahya sekitar, kang bisa mimpin kanggo maca palsu, tegesé piranti iki ora nyedhiyani ukuran Clinical-grade .Ing setelan Clinical , SpO2 diukur nggunakake oximeter pulsa sing nganggo driji (Gambar 2), biasane terus-terusan dipasang ing driji pasien sing ora tetep. Nalika versi portabel sing nganggo baterei ana, mung cocok kanggo pangukuran intermiten.
Denyut jantung sehat (HR) umume dianggep ana ing kisaran 60-100 denyut saben menit, nanging interval wektu antarane detak jantung individu ora konstan. Biasane diarani variabilitas denyut jantung (HRV), iki tegese detak jantung iku rata-rata diukur liwat sawetara siklus deg-degan. Ing wong sing sehat, detak jantung lan denyut nadi meh padha, amarga saben kontraksi otot jantung, getih dipompa ing awak. Nanging, sawetara kondisi jantung sing serius bisa nyebabake denyut jantung lan pulsa beda-beda.
Contone, ing aritmia kayata atrial fibrillation (Afib), ora saben kontraksi otot ing jantung ngompa getih ing saindhenging awak - tinimbang, getih nglumpukake ing kamar jantung dhewe, sing bisa ngancam nyawa .Fibrilasi atrium bisa dadi angel. kanggo ndeteksi amarga kadhangkala kedadeyan intermiten lan mung kanggo interval singkat.
Miturut Organisasi Kesehatan Dunia, Afib nyebabake siji saka patang stroke ing wong sing umure luwih saka 40, kasunyatan sing nuduhake pentinge bisa ndeteksi lan nambani penyakit kasebut. Wiwit sensor PPG nggawe pangukuran optik miturut asumsi sing padha karo HR lan denyut nadi, ora bisa diandelake kanggo ndeteksi AF. Iki mbutuhake rekaman terus-terusan aktivitas listrik jantung - perwakilan grafis saka sinyal listrik jantung sing diarani electrocardiogram (ECG) - sajrone interval wektu sing suwe.
Pemantau Holter minangka piranti portabel kelas klinis sing paling umum digunakake kanggo tujuan iki. Nalika nggunakake elektroda luwih sithik tinimbang monitor ECG statis sing digunakake ing setelan klinis, bisa dadi gedhe lan ora nyaman kanggo nyandhang, utamane nalika turu.
12-20 ambegan saben menit minangka tingkat ambegan sing dikarepake (RR) kanggo wong sing paling sehat. Tingkat RR ing ndhuwur 30 ambegan saben menit bisa dadi indikator gangguan ambegan amarga mriyang utawa panyebab liyane. Nalika sawetara solusi piranti sing bisa dipakai nggunakake akselerometer utawa PPG teknologi kanggo nyimpulake RR, pangukuran RR kelas klinis ditindakake kanthi nggunakake informasi sing ana ing sinyal ECG utawa nggunakake sensor bioimpedansi (BioZ) sing nggunakake rong sensor kanggo menehi ciri Impedansi listrik kulit. Siji utawa luwih elektroda sing dipasang ing awak pasien.
Nalika fungsionalitas ECG sing wis diresiki FDA kasedhiya ing sawetara piranti kesehatan lan fitness sing paling dhuwur, sensing bioimpedansi minangka fitur sing biasane ora kasedhiya amarga mbutuhake IC sensor BioZ sing kapisah. Saliyane RR, sensor BioZ ndhukung Bioelectrical. Analisis Impedansi (BIA) lan Bioelectrical Impedance Spectroscopy (BIS), loro-lorone digunakake kanggo ngukur tingkat komposisi otot awak, lemak lan banyu. Sensor BioZ uga ndhukung impedansi elektrokardiografi (ICG) lan digunakake kanggo ngukur respon kulit galvanik ( GSR), sing bisa dadi indikator stres sing migunani.
Gambar 1 nuduhake diagram blok fungsional saka IC AFE tandha vital kelas klinis sing nggabungake fungsi saka telung sensor sing kapisah (PPG, ECG, lan BioZ) dadi siji paket.
Gambar 1 MAX86178 ultra-low-power, 3-in-1 tandha vital kelas klinis AFE (Sumber: Piranti Analog)
Sistem akuisisi data optik PPG dual-channel ndhukung nganti 6 LED lan 4 input fotodioda, kanthi LED sing bisa diprogram liwat loro driver LED 8-bit arus dhuwur. saben kalebu ADCs 20-dicokot independen lan sirkuit pembatalan cahya sekitar, nyedhiyakake luwih saka 90dB penolakan sekitar ing 120Hz. SNR saluran PPG dhuwure 113dB, ndhukung pangukuran SpO2 mung 16µA.
Saluran ECG minangka rantai sinyal lengkap sing nyedhiyakake kabeh fitur kunci sing dibutuhake kanggo ngumpulake data ECG sing berkualitas tinggi, kayata gain fleksibel, panyaring kritis, gangguan kurang, impedansi input dhuwur, lan sawetara opsi bias timbal. Fitur tambahan kayata pemulihan cepet , Deteksi timbal AC lan DC, deteksi timbal daya ultra-rendah lan drive sikil tengen mbisakake operasi sing kuat ing aplikasi sing nuntut kayata piranti sing nganggo bangkekan kanthi elektroda garing. tarif sampel output sing bisa dipilih pangguna.
Saluran nampa BioZ nduweni fitur panyaring EMI lan kalibrasi ekstensif. Saluran nampa BioZ uga nduweni impedansi input dhuwur, gangguan kurang, gain sing bisa diprogram, opsi filter pass lan pass dhuwur, lan ADC resolusi dhuwur. Ana sawetara mode kanggo ngasilake rangsangan input: sumber gelombang persegi imbang / sink saiki, saiki gelombang sinus, lan gelombang sinus lan gelombang persegi stimulasi voltase.A macem-macem amplitudo stimulasi lan frekuensi kasedhiya.Iku uga ndhukung BIA, BIS, ICG lan GSR aplikasi.
Data wektu FIFO ngidini kabeh telung saluran sensor bisa disinkronake. Dumunung ing paket tingkat wafer (WLP) 7 x 7 49-bump, IC AFE mung ukurane 2.6mm x 2.8mm, dadi becik kanggo desain minangka kelas klinis. tembelan dada sing bisa dipakai (Gambar 2).
Gambar 2 Tambalan dada kanthi rong elektroda basah, ndhukung BIA lan RR/ICG kontinu, ECG, SpO2 AFE (Sumber: Piranti Analog)
Gambar 3 nggambarake carane AFE iki bisa didesain minangka sandhangan sing bisa dipakai ing bangkekan kanggo nyedhiyakake BIA lan ECG sing dikarepake kanthi HR, SpO2, lan EDA/GSR.
Gambar 3: Piranti sing nganggo bangkekan kanthi papat elektroda garing, ndhukung BIA lan ECG, kanthi HR, SpO2, lan GSR AFE terus-terusan (Sumber: Piranti Analog)
SpO2, HR, ECG lan RR minangka pangukuran tandha vital penting sing digunakake dening profesional kesehatan kanggo tujuan diagnostik. Pemantauan tandha vital sing terus-terusan nggunakake piranti sing bisa dipakai bakal dadi komponen kunci model perawatan kesehatan ing mangsa ngarep, prédhiksi wiwitan penyakit sadurunge gejala katon.
Akeh monitor tandha vital sing saiki kasedhiya ngasilake pangukuran sing ora bisa digunakake dening profesional kesehatan amarga sensor sing digunakake dudu kelas klinis, dene liyane mung ora duwe kemampuan kanggo ngukur RR kanthi akurat amarga ora kalebu sensor BioZ.
Ing solusi desain iki, kita nduduhake IC sing nggabungake telung sensor kelas klinis - PPG, ECG, lan BioZ dadi siji paket lan nuduhake carane bisa didesain menyang dada lan pergelangan tangan, kanggo ngukur SpO2, HR, ECG, lan RR , nalika uga nyedhiyakake fungsi liyane sing gegandhengan karo kesehatan, kalebu BIA, BIS, GSR, lan ICG. Saliyane digunakake ing wearables kelas klinis, IC becik kanggo integrasi menyang sandhangan cerdas kanggo nyedhiyakake jinis informasi sing dhuwur- kinerja atlet perlu.
Andrew Burt minangka Manajer Bisnis Eksekutif, Unit Bisnis Industri lan Kesehatan, Piranti Analog
Wektu kirim: Aug-05-2022