Pentingna tanda-tanda vital fisiologis salaku indikator kaséhatan manusa parantos lami kahartos ku para ahli médis, tapi pandémik COVID-19 ayeuna ogé parantos ningkatkeun kasadaran masarakat ngeunaan pentingna.
Hanjakalna, sabagéan ageung jalma anu mendakan diri ngajalanan ngawaskeun tanda vital kontinyu mungkin parantos aya dina setting klinis dimana aranjeunna dirawat pikeun panyakit akut. Podomoro bakal ngagunakeun ngawaskeun tanda vital kontinyu sareng jauh salaku alat pikeun ngaidentipikasi indikator poténsi awal panyakit, ngamungkinkeun para dokter campur dina pamekaran panyakit parah.Kasempetan pangheubeulna sateuacan.
Diperkirakeun yén paningkatan integrasi sénsor kelas klinis antukna bakal ngaktifkeun pamekaran patches kaséhatan tanda-tanda vital anu tiasa dianggo anu tiasa dibuang sareng diganti, sapertos lénsa kontak.
Sanaos seueur anu tiasa dianggo pikeun kaséhatan sareng kabugaran kalebet kamampuan pangukuran tanda vital, integritas bacaanna tiasa ditaroskeun ku sababaraha alesan, kalebet kualitas sensor anu dianggo (seueurna sanés kelas klinis), dimana dipasang, sareng dimana sensor. kualitas.kontak fisik bari maké.
Bari alat ieu nyukupan pikeun kahayang professional non-kaséhatan pikeun kasual timer observasi ngagunakeun alat wearable merenah tur nyaman, aranjeunna henteu cocog pikeun professional médis dilatih pikeun leres assess kaséhatan individu jeung nyieun diagnoses informed.
Di sisi anu sanés, alat anu ayeuna dianggo pikeun nyayogikeun observasi tanda vital kelas klinis dina interval waktos anu langkung panjang tiasa ageung sareng teu nyaman, sareng gaduh tingkat portabilitas anu béda-béda. jenuh oksigén (SpO2), denyut jantung (HR), electrocardiogram (ECG), sarta laju réspirasi (RR) - sarta mertimbangkeun nyadiakeun klinis Best Sénsor Tipe - Bacaan pikeun tiap kelas.
Tingkat jenuh oksigén getih dina jalma anu séhat biasana sakitar 95-100%. Tapi, tingkat SpO2 93% atanapi langkung handap tiasa nunjukkeun yén hiji jalma ngalaman gangguan pernapasan-sapertos gejala umum dina pasien COVID-19-ngajadikeun éta tanda vital penting pikeun monitoring rutin ku professional médis.Photoplethysmography (PPG) mangrupa téhnik pangukuran optik anu ngagunakeun sababaraha emitter LED pikeun nyaangan pembuluh darah handapeun beungeut kulit sarta panarima photodiode pikeun ngadeteksi sinyal cahaya reflected keur ngitung SpO2. Sedengkeun geus jadi. fitur umum tina loba wearables pigeulang-dipaké, sinyal lampu PPG rentan ka gangguan ti artefak gerak jeung parobahan fana dina cahaya ambient, nu bisa ngakibatkeun bacaan palsu, hartina alat ieu teu nyadiakeun ukuran klinis-grade .Dina setting klinis. , SpO2 diukur maké oximeter pulsa ramo-dipaké (Gambar 2), biasana terus napel finger.While sabar sabar urang cicing.While batré Powered versi portabel aya, aranjeunna ngan cocog pikeun nyieun ukuran intermittent.
Detak jantung anu séhat (HR) umumna dianggap dina kisaran 60-100 ketukan per menit, tapi, interval waktu antara ketukan jantung individu henteu konstan. Biasana disebut variabilitas denyut jantung (HRV), ieu hartosna yén Denyut jantung rata-rata diukur dina sababaraha siklus denyut jantung. Dina jalma anu séhat, denyut jantung sareng denyut nadi ampir sami, sabab ku unggal kontraksi otot jantung, getih dipompa ka sakumna awak. Tapi, sababaraha kaayaan jantung anu serius tiasa nyababkeun Jantung sareng denyut nadi béda-béda.
Contona, dina arrhythmias kayaning atrium fibrillation (Afib), teu unggal kontraksi otot jantung ngompa getih sakuliah awak - gantina, getih accumulates dina chambers jantung sorangan, nu bisa jadi ngancam kahirupan .Fibrillation atrium bisa jadi hésé. pikeun ngadeteksi sabab kadang lumangsung intermittently sarta ngan pikeun interval pondok pondok.
Numutkeun kana Organisasi Kaséhatan Dunia, Afib nyababkeun hiji tina opat stroke dina jalma anu umurna langkung ti 40, kanyataan anu nunjukkeun pentingna pikeun ngadeteksi sareng ngubaran panyakit. Kusabab sensor PPG ngadamel pangukuran optik dina asumsi anu sami sareng HR sareng laju pulsa, aranjeunna teu bisa diandelkeun pikeun ngadeteksi AF. Ieu merlukeun rekaman kontinyu tina aktivitas listrik jantung urang - ngagambarkeun grafis sinyal listrik jantung urang disebut electrocardiogram (ECG) - dina interval waktu nu lila.
monitor Holter mangrupakeun alat portabel kelas klinis paling umum dipaké pikeun purpose.While aranjeunna ngagunakeun éléktroda pangsaeutikna ti monitor ECG statik dipaké dina setélan klinis, aranjeunna tiasa gede pisan tur uncomfortable mun teu ngagem, utamana bari saré.
12-20 breaths per menit nyaéta laju engapan ekspektasi (RR) pikeun paling individu séhat.Laju RR luhur 30 breaths per menit bisa jadi hiji indikator marabahaya engapan alatan muriang atawa sabab lianna. Sedengkeun sababaraha solusi alat wearable ngagunakeun accelerometer atawa PPG téhnologi infer RR, ukuran RR klinis-grade dipigawé ngagunakeun informasi anu dikandung dina sinyal ECG atawa ngagunakeun sensor bioimpedance (BioZ) nu ngagunakeun dua sensor keur characterize The impedansi listrik kulit.Hiji atawa leuwih éléktroda napel awak sabar urang.
Sanaos fungsionalitas ECG anu dibersihkeun ku FDA sayogi dina sababaraha anu tiasa dianggo pikeun kaséhatan sareng kabugaran anu luhur, sensing bioimpedansi mangrupikeun fitur anu biasana henteu sayogi sabab peryogi kalebet sensor IC BioZ anu misah. Analisis Impedansi (BIA) jeung Bioelectrical Impedance Spectroscopy (BIS), duanana dipaké pikeun ngukur tingkat komposisi otot awak, lemak jeung cai. Sensor BioZ ogé ngarojong impedansi electrocardiography (ICG) jeung dipaké pikeun ngukur réspon kulit galvanic ( GSR), anu tiasa janten indikator anu mangpaat pikeun setrés.
Gambar 1 nembongkeun diagram blok fungsional tanda vital AFE IC kelas klinis anu ngahijikeun fungsionalitas tilu sénsor anu misah (PPG, ECG, sareng BioZ) kana hiji pakét.
Gambar 1 MAX86178 ultra-low-power, 3-in-1 tanda vital kelas klinis AFE (Sumber: Alat Analog)
Sistim akuisisi data optik PPG dual-kanal na ngarojong nepi ka 6 LEDs na 4 inputs photodiode, jeung LEDs programmable ngaliwatan dua-ayeuna tinggi, 8-bit LED drivers.The narima jalur boga dua low-noise, saluran readout resolusi luhur, masing-masing kaasup ADCs 20-bit bebas sarta circuitry pembatalan lampu ambient, nyadiakeun leuwih 90dB of tampikan ambient dina 120Hz.The SNR saluran PPG saluhur 113dB, ngarojong ukur SpO2 ukur 16µA.
Saluran ECG mangrupakeun ranté sinyal lengkep nu nyadiakeun sagala fitur konci diperlukeun pikeun ngumpulkeun data ECG kualitas luhur, kayaning gain fléksibel, nyaring kritis, noise low, impedansi input tinggi, sarta sababaraha pilihan bias lead.Fitur tambahan kayaning recovery gancang , Deteksi kalungguhan AC sareng DC, deteksi kalungguhan kakuatan ultra-rendah sareng drive leg katuhu ngaktifkeun operasi anu kuat dina nungtut aplikasi sapertos alat-alat pigeulang nganggo éléktroda garing. tina ongkos sampel kaluaran-pamaké-selectable.
Saluran nampi BioZ gaduh panyaring EMI sareng kalibrasi éksténsif. Saluran nampi BioZ ogé gaduh impedansi input anu luhur, noise rendah, gain anu tiasa diprogram, pilihan saringan pass-low sareng high-pass, sareng ADC resolusi luhur. Aya sababaraha modeu pikeun ngahasilkeun rangsangan input: sumber gelombang pasagi saimbang / arus tilelep, arus gelombang sinus, sarta gelombang sinus jeung gelombang pasagi tegangan stimulation.A rupa amplitudo stimulasi jeung frékuénsi sadia.It ogé ngarojong BIA, BIS, ICG na GSR aplikasi.
Data timing FIFO ngamungkinkeun sadaya tilu saluran sénsor disingkronkeun. Ditempatkeun dina pakét tingkat wafer (WLP) 7 x 7 49-bump, IC AFE ngan ukur 2.6mm x 2.8mm, sahingga idéal pikeun desain salaku kelas klinis. patch dada wearable (Gambar 2).
Gambar 2 Tambalan dada sareng dua éléktroda baseuh, ngadukung BIA sareng RR/ICG kontinyu, ECG, SpO2 AFE (Sumber: Alat Analog)
Gambar 3 ngagambarkeun kumaha AFE ieu tiasa dirarancang salaku anu tiasa dianggo dina pigeulang pikeun nyayogikeun BIA sareng ECG dumasar kana HR, SpO2, sareng EDA / GSR.
Gambar 3: Alat anu dianggo ku pigeulang sareng opat éléktroda garing, ngadukung BIA sareng ECG, kalayan HR kontinyu, SpO2, sareng GSR AFE (Sumber: Alat Analog)
SpO2, HR, ECG jeung RR mangrupakeun ukuran tanda vital penting dipaké ku professional Podomoro keur diagnostics purposes.Continuous tanda vital maké wearables bakal komponén konci model Podomoro hareup, ngaramal awal kasakit saméméh gejala muncul.
Seueur monitor tanda vital anu ayeuna sayogi ngahasilkeun pangukuran anu henteu tiasa dianggo ku para profesional kasehatan sabab sensor anu aranjeunna anggo sanés kelas klinis, sedengkeun anu sanésna henteu gaduh kamampuan pikeun ngukur RR sacara akurat sabab henteu kalebet sensor BioZ.
Dina solusi desain ieu, kami nunjukkeun IC anu ngahijikeun tilu sénsor kelas klinis - PPG, ECG, sareng BioZ kana pakét tunggal sareng nunjukkeun kumaha éta tiasa dirarancang kana dada sareng pigeulang anu tiasa dianggo, pikeun ngukur SpO2, HR, ECG, sareng RR. , bari ogé nyadiakeun fungsi séjén nu patali jeung kaséhatan mangpaat, kaasup BIA, BIS, GSR, sarta ICG. Salian dipaké dina wearables kelas klinis, IC idéal pikeun integrasi kana pakean pinter nyadiakeun tipe informasi nu high- kinerja atlit peryogi.
Andrew Burt nyaéta Manajer Usaha Eksekutif, Unit Usaha Industri sareng Kaséhatan, Alat Analog
waktos pos: Aug-05-2022