Umuhimu wa ishara muhimu za kisaikolojia kama viashiria vya afya ya binadamu umeeleweka kwa muda mrefu na wataalamu wa matibabu, lakini janga la sasa la COVID-19 pia limeongeza ufahamu wa umma juu ya umuhimu wake.
Kwa bahati mbaya, watu wengi ambao wanajikuta wakiendelea na ufuatiliaji wa ishara muhimu wanaweza kuwa tayari wako katika mazingira ya kimatibabu ambapo wanatibiwa ugonjwa wa papo hapo. Badala ya kutumia ishara muhimu kama kiashirio cha ufanisi wa matibabu ya ugonjwa na kupona kwa mgonjwa, mfano wa baadaye wa huduma ya afya itatumia ufuatiliaji wa ishara muhimu unaoendelea na wa mbali kama chombo cha kutambua viashiria vinavyowezekana vya kuanza kwa ugonjwa, kuruhusu matabibu kuingilia kati maendeleo ya ugonjwa mbaya.fursa ya mapema kabla.
Inatazamiwa kuwa muunganisho unaoongezeka wa vihisi vya kiwango cha kliniki hatimaye utawezesha uundaji wa vibandiko vya afya vinavyoweza kutupwa, vinavyoweza kuvaliwa ambavyo vinaweza kutupwa na kubadilishwa mara kwa mara, kama vile lenzi za mawasiliano.
Ingawa nguo nyingi za kuvaa afya na siha hujumuisha uwezo wa kupima ishara muhimu, uadilifu wa usomaji wake unaweza kutiliwa shaka kwa sababu kadhaa, ikiwa ni pamoja na ubora wa vitambuzi vinavyotumika (nyingi si vya kiwango cha kimatibabu), mahali viliposakinishwa na mahali ambapo vitambuzi. ubora wa.Kugusana kimwili ukiwa umevaa.
Ingawa vifaa hivi vinatosha kwa matakwa ya wataalamu wasio wa afya kwa ajili ya kujichunguza kwa kawaida kwa kutumia kifaa kinachoweza kuvaliwa kwa urahisi na starehe, havifai kwa wataalamu wa matibabu waliofunzwa kutathmini ipasavyo afya ya mtu binafsi na kufanya uchunguzi sahihi.
Kwa upande mwingine, vifaa vinavyotumiwa sasa kutoa uchunguzi wa alama muhimu za kiwango cha kliniki kwa muda mrefu vinaweza kuwa vingi na visivyofaa, na kuwa na viwango tofauti vya kubebeka. Katika suluhisho hili la muundo, tunakagua umuhimu wa kiafya wa vipimo vinne muhimu vya ishara—damu. mjazo wa oksijeni (SpO2), mapigo ya moyo (HR), electrocardiogram (ECG), na kiwango cha kupumua (RR)—na uzingatia kutoa kliniki Aina Bora ya Kihisi - Masomo kwa kila daraja.
Viwango vya kujaa oksijeni kwenye damu kwa watu wenye afya nzuri kwa kawaida huwa kati ya 95-100%.Hata hivyo, kiwango cha SpO2 cha 93% au chini kinaweza kuonyesha kwamba mtu ana matatizo ya kupumua—kama vile dalili ya kawaida kwa wagonjwa walio na COVID-19—kuifanya kuwa mgonjwa. ishara muhimu kwa ufuatiliaji wa mara kwa mara na wataalamu wa matibabu. Photoplethysmography (PPG) ni mbinu ya kupima macho ambayo hutumia emitters nyingi za LED ili kuangaza mishipa ya damu chini ya uso wa ngozi na kipokezi cha photodiode ili kutambua ishara ya mwanga iliyoakisi ili kukokotoa SpO2. kipengele cha kawaida cha nguo nyingi zinazovaliwa kwa mkono, mawimbi ya mwanga ya PPG huathirika na kuingiliwa na vizalia vya mwendo na mabadiliko ya muda mfupi katika mwangaza, ambayo yanaweza kusababisha usomaji wa uongo, kumaanisha kuwa vifaa hivi havitoi vipimo vya kimatibabu .Katika mazingira ya kimatibabu. , SpO2 hupimwa kwa kutumia oximeter ya kunde iliyovaliwa na vidole (Mchoro 2), kwa kawaida huunganishwa kwa kuendelea kwenye kidole cha mgonjwa aliyesimama. Ingawa matoleo ya kubebeka yanayotumia betri yapo, yanafaa tu kwa kufanya vipimo vya vipindi.
Mapigo ya moyo yenye afya (HR) kwa ujumla huchukuliwa kuwa kati ya mapigo 60-100 kwa dakika, hata hivyo, muda kati ya mapigo ya moyo ya mtu binafsi si mara kwa mara. Hujulikana kama kutofautiana kwa mapigo ya moyo (HRV), hii ina maana kwamba mapigo ya moyo ni wastani unaopimwa kwa mizunguko kadhaa ya mapigo ya moyo. Kwa watu wenye afya njema, mapigo ya moyo na mapigo ya moyo yanakaribia kufanana, kwa sababu kwa kila mkazo wa misuli ya moyo, damu inasukumwa katika mwili wote. Hata hivyo, baadhi ya hali mbaya za moyo zinaweza kusababisha viwango vya moyo na mapigo kuwa tofauti.
Kwa mfano, katika arrhythmias kama vile mpapatiko wa atiria (Afib), si kila mkao wa misuli kwenye moyo husukuma damu katika mwili wote - badala yake, damu hujilimbikiza kwenye vyumba vya moyo wenyewe, jambo ambalo linaweza kuhatarisha maisha. kugundua kwa sababu wakati mwingine hutokea mara kwa mara na kwa vipindi vifupi tu.
Kulingana na Shirika la Afya Ulimwenguni, Afib husababisha kiharusi kimoja kati ya vinne kwa watu walio na umri wa zaidi ya miaka 40, jambo ambalo linaonyesha umuhimu wa kuweza kugundua na kutibu ugonjwa huo. kasi ya mapigo ya moyo, haziwezi kutegemewa ili kugundua AF.Hii inahitaji rekodi endelevu za shughuli za umeme za moyo -- kielelezo cha mawimbi ya umeme ya moyo inayoitwa electrocardiogram (ECG) -- kwa muda mrefu.
Wachunguzi wa Holter ndio vifaa vya kawaida vya kubebeka vya daraja la kliniki vinavyotumika kwa madhumuni haya.Wakati wanatumia elektrodi chache kuliko vichunguzi tuli vya ECG vinavyotumiwa katika mipangilio ya kimatibabu, vinaweza kuwa vingi na visivyofaa kuvaa, hasa wakati wa kulala.
Pumzi 12-20 kwa dakika ndicho kiwango cha upumuaji kinachotarajiwa (RR) kwa watu wengi wenye afya njema. Kiwango cha RR zaidi ya pumzi 30 kwa dakika kinaweza kuwa kiashirio cha matatizo ya kupumua kutokana na homa au sababu nyinginezo. Huku baadhi ya vifaa vinavyoweza kuvaliwa vinatumia kipima kasi au PPG. teknolojia ya kuhitimisha RR, vipimo vya RR vya kiwango cha kimatibabu hufanywa kwa kutumia taarifa iliyo katika ishara ya ECG au kwa kutumia kihisi cha bioimpedance (BioZ) kinachotumia vihisi viwili kubainisha Uzuiaji wa umeme wa ngozi.Elektrodi moja au zaidi zilizounganishwa kwenye mwili wa mgonjwa.
Ingawa utendakazi wa ECG iliyofutwa na FDA unapatikana katika baadhi ya vifaa vya kuvaa vya hali ya juu vya afya na siha, utambuzi wa bioimpedance ni kipengele ambacho hakipatikani kwa kawaida kwa sababu kinahitaji kujumuishwa kwa IC sensor tofauti ya BioZ. Mbali na RR, kitambuzi cha BioZ kinaauni Bioelectrical. Uchambuzi wa Impedance (BIA) na Bioelectrical Impedance Spectroscopy (BIS), zote mbili hutumika kupima viwango vya utungaji wa misuli ya mwili, mafuta na maji. Sensor ya BioZ pia inasaidia electrocardiography ya impedance (ICG) na hutumika kupima majibu ya ngozi ya galvanic ( GSR), ambayo inaweza kuwa kiashiria muhimu cha mafadhaiko.
Mchoro wa 1 unaonyesha mchoro wa utendakazi wa alama muhimu za daraja la kliniki AFE IC ambazo huunganisha utendakazi wa vitambuzi vitatu tofauti (PPG, ECG, na BioZ) kwenye kifurushi kimoja.
Kielelezo 1 MAX86178 nguvu-chini zaidi, ishara muhimu 3-katika-1 za daraja la kiafya AFE (Chanzo: Vifaa vya Analogi)
Mfumo wake wa kupata data ya macho wa PPG wa njia mbili unaauni hadi LED 6 na pembejeo 4 za photodiode, na LEDs zinazoweza kupangwa kupitia viendeshi viwili vya LED vya sasa vya juu, 8. Njia ya kupokea ina njia mbili za kusoma za kelele ya chini, za azimio la juu, kila moja ikijumuisha ADCs huru za biti 20 na sakiti ya kughairi mwanga iliyoko, ikitoa zaidi ya 90dB ya kukataliwa kwa mazingira kwa 120Hz. SNR ya kituo cha PPG ni ya juu hadi 113dB, ikiruhusu kipimo cha SpO2 cha 16µA pekee.
Kituo cha ECG ni msururu kamili wa mawimbi ambao hutoa vipengele vyote muhimu vinavyohitajika ili kukusanya data ya ubora wa juu ya ECG, kama vile faida inayonyumbulika, uchujaji muhimu, kelele ya chini, kizuizi cha juu cha kuingiza data, na chaguo nyingi za upendeleo wa risasi. Vipengele vya ziada kama vile uokoaji haraka. , ugunduzi wa risasi ya AC na DC, ugunduzi wa risasi yenye nguvu ya chini sana na kiendeshi cha mguu wa kulia huwezesha utendakazi thabiti katika programu zinazohitajika kama vile vifaa vinavyovaliwa na mikono vilivyo na elektrodi kavu. Msururu wa mawimbi ya analogi huendesha ADC ya 18-bit sigma-delta yenye anuwai nyingi. ya viwango vya sampuli vya pato vinavyoweza kuchaguliwa na mtumiaji.
Chaneli za kupokea za BioZ zina kipengele cha kuchuja EMI na urekebishaji wa kina. Chaneli za kupokea za BioZ pia zina uwezo wa kuzuia uingizaji hewa wa juu, kelele ya chini, faida inayoweza kupangwa, chaguzi za chujio cha pasi ya chini na ya juu, na ADC za azimio la juu. Kuna njia kadhaa za kutoa vichocheo vya ingizo: uwiano wa chanzo cha mawimbi ya mraba / sasa ya kuzama, sasa ya wimbi la sine, na kichocheo cha voltage ya mawimbi ya mraba ya sine. Aina mbalimbali za amplitudes na masafa ya kusisimua zinapatikana. Pia inasaidia maombi ya BIA, BIS, ICG na GSR.
Data ya muda ya FIFO huruhusu chaneli zote tatu za vitambuzi kusawazishwa. Imewekwa katika kifurushi cha kiwango cha kaki cha 7 x 7 49-bump (WLP), AFE IC hupima 2.6mm x 2.8mm pekee, na kuifanya kuwa bora kwa muundo kama kiwango cha kliniki. kiraka cha kifua kinachoweza kuvaa (Mchoro 2).
Kielelezo 2 Kipande cha kifua chenye elektroni mbili za unyevu, zinazounga mkono BIA na RR/ICG inayoendelea, ECG, SpO2 AFE (Chanzo: Vifaa vya Analogi)
Mchoro wa 3 unaonyesha jinsi AFE hii inavyoweza kutengenezwa kama vazi linalovaliwa kwa mkono ili kutoa BIA na ECG inapohitajika na HR, SpO2, na EDA/GSR inayoendelea.
Mchoro wa 3: Kifaa kilichovaliwa na mkono chenye elektrodi nne kavu, zinazosaidia BIA na ECG, chenye HR, SpO2, na GSR AFE (Chanzo: Vifaa vya Analogi)
SpO2, HR, ECG na RR ni vipimo muhimu vya ishara vinavyotumiwa na wataalamu wa afya kwa madhumuni ya uchunguzi.Ufuatiliaji wa ishara muhimu unaoendelea kwa kutumia vifaa vya kuvaliwa utakuwa sehemu muhimu ya miundo ya afya ya siku zijazo, kutabiri mwanzo wa ugonjwa kabla ya dalili kuonekana.
Vichunguzi vingi vya ishara muhimu vinavyopatikana kwa sasa vinatoa vipimo ambavyo haviwezi kutumiwa na wataalamu wa afya kwa sababu vitambuzi wanavyotumia si vya kiwango cha kimatibabu, ilhali vingine havina uwezo wa kupima kwa usahihi RR kwa sababu havijumuishi vihisi vya BioZ.
Katika suluhu hili la usanifu, tunaonyesha IC ambayo inaunganisha vihisi vitatu vya daraja la kliniki - PPG, ECG, na BioZ kwenye kifurushi kimoja na kuonyesha jinsi kinavyoweza kutengenezwa kuwa nguo za kifuani na mkononi , kupima SpO2, HR, ECG, na RR. , huku pia ikitoa vipengele vingine muhimu vinavyohusiana na afya, ikiwa ni pamoja na BIA, BIS, GSR, na ICG. Mbali na kutumika katika vazi la kimatibabu, IC ni bora kwa kuunganishwa katika mavazi nadhifu ili kutoa aina ya maelezo ambayo ni ya juu- wanariadha wa utendaji wanahitaji.
Andrew Burt ni Meneja Mkuu wa Biashara, Kitengo cha Biashara cha Viwanda na Afya, Vifaa vya Analogi
Muda wa kutuma: Aug-05-2022