انسانی صحت کے اشارے کے طور پر جسمانی اہم علامات کی اہمیت کو طبی پیشہ وروں نے طویل عرصے سے سمجھا ہے، لیکن موجودہ COVID-19 وبائی مرض نے بھی اس کی اہمیت کے بارے میں عوامی شعور کو بڑھایا ہے۔
بدقسمتی سے، زیادہ تر لوگ جو خود کو مسلسل اہم علامات کی نگرانی سے گزرتے ہوئے پاتے ہیں وہ پہلے سے ہی ایک طبی ترتیب میں ہو سکتے ہیں جہاں ان کا شدید بیماری کا علاج کیا جا رہا ہے۔ بیماری کے علاج اور مریض کی بحالی کی تاثیر کے اشارے کے طور پر اہم علامات کو استعمال کرنے کے بجائے، مستقبل کا ماڈل صحت کی دیکھ بھال بیماری کے آغاز کے ممکنہ اشارے کی نشاندہی کرنے کے لیے ایک آلے کے طور پر مسلسل اور دور دراز کے اہم نشانات کی نگرانی کا کام کرے گی، جس سے معالجین کو شدید بیماری کی نشوونما میں مداخلت کرنے کی اجازت ملے گی۔اس سے پہلے ابتدائی موقع۔
یہ تصور کیا جاتا ہے کہ کلینیکل گریڈ سینسرز کا بڑھتا ہوا انضمام بالآخر ڈسپوزایبل، پہننے کے قابل اہم صحت کے پیچ کی ترقی کو قابل بنائے گا جنہیں باقاعدگی سے ڈسپوز اور تبدیل کیا جا سکتا ہے، جیسے کہ کانٹیکٹ لینز۔
اگرچہ بہت سے صحت اور فٹنس پہننے کے قابل سامان میں اہم علامات کی پیمائش کی صلاحیتیں شامل ہیں، ان کے پڑھنے کی سالمیت پر کئی وجوہات کی بناء پر سوال اٹھایا جا سکتا ہے، بشمول استعمال کیے جانے والے سینسرز کا معیار (زیادہ تر طبی گریڈ نہیں ہیں)، وہ کہاں نصب ہیں، اور کہاں سینسر ہیں۔ پہننے کے دوران جسمانی رابطے کا معیار۔
اگرچہ یہ آلات ایک آسان اور آرام دہ پہننے کے قابل ڈیوائس کا استعمال کرتے ہوئے آرام دہ اور پرسکون خود مشاہدہ کے لیے غیر صحت کے پیشہ ور افراد کی خواہش کے لیے کافی ہیں، لیکن یہ تربیت یافتہ طبی پیشہ ور افراد کے لیے انفرادی صحت کا صحیح اندازہ لگانے اور باخبر تشخیص کرنے کے لیے موزوں نہیں ہیں۔
دوسری طرف، طویل وقت کے وقفوں پر کلینیکل گریڈ کے اہم نشانی مشاہدات فراہم کرنے کے لیے فی الحال استعمال ہونے والے آلات بھاری اور غیر آرام دہ ہوسکتے ہیں، اور ان میں پورٹیبلٹی کے مختلف درجات ہوتے ہیں۔ آکسیجن سیچوریشن (SpO2)، دل کی دھڑکن (HR)، الیکٹروکارڈیوگرام (ECG)، اور سانس لینے کی شرح (RR) — اور ہر گریڈ کے لیے طبی بہترین سینسر کی قسم فراہم کرنے پر غور کریں۔
صحت مند افراد میں خون میں آکسیجن کی سنترپتی کی سطح عام طور پر تقریباً 95-100% ہوتی ہے۔ تاہم، 93% یا اس سے کم کا SpO2 لیول اس بات کی نشاندہی کر سکتا ہے کہ کسی فرد کو سانس کی تکالیف کا سامنا ہے—جیسے کہ COVID-19 کے مریضوں میں ایک عام علامت—یہ ایک عام علامت ہے۔ طبی پیشہ ور افراد کی طرف سے باقاعدگی سے نگرانی کے لیے ایک اہم اہم نشانی۔ فوٹوپلیتھیسموگرافی (PPG) ایک نظری پیمائش کی تکنیک ہے جو جلد کی سطح کے نیچے خون کی نالیوں کو روشن کرنے کے لیے ایک سے زیادہ ایل ای ڈی ایمیٹرز کا استعمال کرتی ہے اور SpO2 کا حساب لگانے کے لیے منعکس روشنی کے سگنل کا پتہ لگانے کے لیے فوٹوڈیوڈ ریسیور کا استعمال کرتی ہے۔ کلائی میں پہننے والے بہت سے پہننے کے قابلوں کی ایک عام خصوصیت، پی پی جی لائٹ سگنل حرکتی نمونوں کی مداخلت اور محیطی روشنی میں عارضی تبدیلیوں کے لیے حساس ہے، جو غلط ریڈنگ کا باعث بن سکتی ہے، یعنی یہ آلات طبی درجہ کی پیمائش فراہم نہیں کرتے ہیں۔ طبی ترتیب میں , SpO2 کی پیمائش انگلی سے پہنے ہوئے پلس آکسیمیٹر (شکل 2) کے ذریعے کی جاتی ہے، جو عام طور پر مستقل مریض کی انگلی سے منسلک ہوتی ہے۔ جب کہ بیٹری سے چلنے والے پورٹیبل ورژن موجود ہیں، وہ صرف وقفے وقفے سے پیمائش کرنے کے لیے موزوں ہیں۔
ایک صحت مند دل کی دھڑکن (HR) کو عام طور پر 60-100 دھڑکن فی منٹ کی حد میں سمجھا جاتا ہے، تاہم، انفرادی دل کی دھڑکنوں کے درمیان وقت کا وقفہ مستقل نہیں ہوتا ہے۔ اسے عام طور پر دل کی دھڑکن کی تغیر (HRV) کہا جاتا ہے، اس کا مطلب ہے کہ دل کی دھڑکن ایک اوسط ہے جس کی پیمائش دل کی دھڑکن کے کئی چکروں میں ہوتی ہے۔ صحت مند افراد میں دل کی دھڑکن اور نبض کی شرح تقریباً ایک جیسی ہوتی ہے، کیونکہ دل کے پٹھوں کے ہر سکڑاؤ کے ساتھ، خون پورے جسم میں پمپ کیا جاتا ہے۔ دل اور نبض کی شرح مختلف ہے.
مثال کے طور پر، arrhythmias جیسے atrial fibrillation (Afib) میں، دل کے ہر پٹھوں کے سکڑنے سے پورے جسم میں خون پمپ نہیں ہوتا ہے - اس کے بجائے، خون خود دل کے چیمبروں میں جمع ہو جاتا ہے، جو جان لیوا ہو سکتا ہے۔ ایٹریل فیبریلیشن مشکل ہو سکتا ہے۔ پتہ لگانے کے لیے کیونکہ یہ کبھی کبھی وقفے وقفے سے اور صرف مختصر وقفوں کے لیے ہوتا ہے۔
ورلڈ ہیلتھ آرگنائزیشن کے مطابق، Afib 40 سال سے زیادہ عمر کے لوگوں میں چار میں سے ایک فالج کا سبب بنتا ہے، یہ ایک حقیقت ہے جو اس بیماری کا پتہ لگانے اور علاج کرنے کے قابل ہونے کی اہمیت کو ظاہر کرتی ہے۔ چونکہ PPG سینسر اسی مفروضے کے تحت نظری پیمائش کرتے ہیں جیسے HR اور نبض کی شرح، AF کا پتہ لگانے کے لیے ان پر بھروسہ نہیں کیا جا سکتا۔ اس کے لیے دل کی برقی سرگرمیوں کی مسلسل ریکارڈنگ کی ضرورت ہوتی ہے -- دل کے برقی سگنلز کی تصویری نمائندگی جسے الیکٹروکارڈیوگرام (ECG) کہا جاتا ہے -- طویل وقفوں سے۔
ہولٹر مانیٹر اس مقصد کے لیے استعمال کیے جانے والے سب سے عام کلینیکل گریڈ پورٹیبل ڈیوائسز ہیں۔ جب کہ وہ کلینیکل سیٹنگز میں استعمال ہونے والے جامد ECG مانیٹرز کے مقابلے میں کم الیکٹروڈ استعمال کرتے ہیں، لیکن وہ پہننے میں بھاری اور غیر آرام دہ ہو سکتے ہیں، خاص طور پر سوتے وقت۔
زیادہ تر صحت مند افراد کے لیے 12-20 سانس فی منٹ متوقع سانس کی شرح (RR) ہے۔ 30 سانس فی منٹ سے زیادہ RR کی شرح بخار یا دیگر وجوہات کی وجہ سے سانس کی تکلیف کا اشارہ ہو سکتی ہے۔ RR کا اندازہ لگانے کے لیے ٹیکنالوجی، کلینیکل گریڈ RR پیمائش ECG سگنل میں موجود معلومات کا استعمال کرتے ہوئے یا بائیو ایمپیڈینس (BioZ) سینسر کا استعمال کرتے ہوئے کی جاتی ہے جو جلد کی برقی رکاوٹ کو نمایاں کرنے کے لیے دو سینسر استعمال کرتا ہے۔ مریض کے جسم سے ایک یا زیادہ الیکٹروڈ منسلک ہوتے ہیں۔
اگرچہ FDA سے صاف شدہ ECG فعالیت کچھ اعلیٰ درجے کی صحت اور فٹنس پہننے کے قابل آلات میں دستیاب ہے، بائیو امپیڈنس سینسنگ ایک ایسی خصوصیت ہے جو عام طور پر دستیاب نہیں ہے کیونکہ اس کے لیے علیحدہ BioZ سینسر IC شامل کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ RR کے علاوہ، BioZ سینسر بائیو الیکٹریکل کو سپورٹ کرتا ہے۔ Impedance Analysis (BIA) اور Bioelectrical Impedance Spectroscopy (BIS)، دونوں کا استعمال جسم کے پٹھوں، چربی اور پانی کی ساختی سطحوں کی پیمائش کے لیے کیا جاتا ہے۔ BioZ سینسر مائبادا الیکٹروکارڈیوگرافی (ICG) کو بھی سپورٹ کرتا ہے اور جلد کی جلد کے ردعمل کی پیمائش کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ GSR)، جو کہ تناؤ کا ایک مفید اشارہ ہو سکتا ہے۔
شکل 1 کلینیکل گریڈ کے اہم علامات AFE IC کا ایک فعال بلاک ڈایاگرام دکھاتا ہے جو تین الگ الگ سینسر (PPG، ECG، اور BioZ) کی فعالیت کو ایک پیکج میں ضم کرتا ہے۔
شکل 1 MAX86178 الٹرا لو پاور، 3-ان-1 کلینکل-گریڈ اہم علامات AFE (ماخذ: اینالاگ ڈیوائسز)
اس کا ڈوئل چینل پی پی جی آپٹیکل ڈیٹا ایکوزیشن سسٹم 6 ایل ای ڈیز اور 4 فوٹوڈیوڈ ان پٹس کو سپورٹ کرتا ہے، جس میں ایل ای ڈی دو ہائی کرنٹ، 8 بٹ ایل ای ڈی ڈرائیورز کے ذریعے قابل پروگرام ہے۔ ریسیو پاتھ میں دو کم شور، ہائی ریزولوشن ریڈ آؤٹ چینلز ہیں ہر ایک آزاد 20 بٹ ADCs اور ایمبیئنٹ لائٹ کینسلیشن سرکٹری سمیت، 120Hz پر 90dB سے زیادہ ایمبیئنٹ ریجیکشن فراہم کرتا ہے۔ PPG چینل کا SNR 113dB تک زیادہ ہے، جو صرف 16µA کی SpO2 پیمائش کو سپورٹ کرتا ہے۔
ECG چینل ایک مکمل سگنل چین ہے جو اعلیٰ معیار کے ECG ڈیٹا کو جمع کرنے کے لیے درکار تمام کلیدی خصوصیات فراہم کرتا ہے، جیسے لچکدار فائدہ، تنقیدی فلٹرنگ، کم شور، زیادہ ان پٹ مائبادی، اور ایک سے زیادہ لیڈ بائیس آپشنز۔ اضافی خصوصیات جیسے کہ تیز بحالی۔ ، AC اور DC لیڈ کا پتہ لگانا، انتہائی کم پاور لیڈ کا پتہ لگانے اور دائیں ٹانگ کی ڈرائیو ڈیمانڈنگ ایپلی کیشنز جیسے کہ کلائی میں پہنے ہوئے آلات خشک الیکٹروڈ کے ساتھ مضبوط آپریشن کے قابل بناتے ہیں۔ اینالاگ سگنل چین 18 بٹ سگما ڈیلٹا ADC کو وسیع رینج کے ساتھ چلاتا ہے۔ صارف کے لیے قابل انتخاب آؤٹ پٹ نمونے کی شرح۔
BioZ وصول کرنے والے چینلز EMI فلٹرنگ اور وسیع پیمانے پر کیلیبریشن کی خصوصیت رکھتے ہیں۔ بایو زیڈ وصول کرنے والے چینلز میں اعلی ان پٹ رکاوٹ، کم شور، قابل پروگرام گین، کم پاس اور ہائی پاس فلٹر کے اختیارات، اور ہائی ریزولوشن ADCs بھی شامل ہیں۔ ان پٹ محرک پیدا کرنے کے کئی طریقے ہیں: متوازن اسکوائر ویو سورس/سنک کرنٹ، سائن ویو کرنٹ، اور سائن ویو اور اسکوائر ویو وولٹیج محرک۔ محرک کے طول و عرض اور تعدد کی ایک قسم دستیاب ہے۔ یہ BIA، BIS، ICG اور GSR ایپلیکیشنز کو بھی سپورٹ کرتا ہے۔
FIFO ٹائمنگ ڈیٹا تینوں سینسر چینلز کو سنکرونائز کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ 7 x 7 49-bump wafer-level پیکیج (WLP) میں واقع، AFE IC صرف 2.6mm x 2.8mm کی پیمائش کرتا ہے، جو اسے کلینیکل گریڈ کے طور پر ڈیزائن کے لیے مثالی بناتا ہے۔ پہننے کے قابل سینے کا پیچ (شکل 2)۔
تصویر 2 دو گیلے الیکٹروڈ کے ساتھ سینے کا پیچ، BIA اور مسلسل RR/ICG، ECG، SpO2 AFE (ماخذ: اینالاگ ڈیوائسز) کو سپورٹ کرتا ہے۔
شکل 3 یہ بتاتا ہے کہ کس طرح اس AFE کو کلائی میں پہننے کے قابل ڈیزائن کیا جا سکتا ہے تاکہ مسلسل HR، SpO2، اور EDA/GSR کے ساتھ آن ڈیمانڈ BIA اور ECG فراہم کیا جا سکے۔
شکل 3: چار خشک الیکٹروڈ کے ساتھ کلائی میں پہنا ہوا آلہ، BIA اور ECG کو سپورٹ کرتا ہے، مسلسل HR، SpO2، اور GSR AFE کے ساتھ (ماخذ: اینالاگ ڈیوائسز)
SpO2, HR, ECG اور RR صحت کی دیکھ بھال کرنے والے پیشہ ور افراد کی طرف سے تشخیصی مقاصد کے لیے استعمال کیے جانے والے اہم اہم نشانات ہیں۔ پہننے کے قابل استعمال کے ذریعے مسلسل اہم علامات کی نگرانی مستقبل کے صحت کی دیکھ بھال کے ماڈلز کا ایک کلیدی جزو ہو گی، جو علامات ظاہر ہونے سے پہلے بیماری کے آغاز کی پیش گوئی کرتی ہے۔
فی الحال دستیاب اہم علامات مانیٹر میں سے بہت سے ایسی پیمائشیں تیار کرتے ہیں جو صحت کی دیکھ بھال کرنے والے پیشہ ور افراد استعمال نہیں کرسکتے ہیں کیونکہ وہ جو سینسر استعمال کرتے ہیں وہ کلینیکل گریڈ نہیں ہوتے ہیں، جب کہ دیگر صرف RR کی درست پیمائش کرنے کی صلاحیت نہیں رکھتے ہیں کیونکہ ان میں BioZ سینسر شامل نہیں ہیں۔
اس ڈیزائن سلوشن میں، ہم ایک IC کا مظاہرہ کرتے ہیں جو تین کلینیکل گریڈ سینسر - PPG، ECG، اور BioZ کو ایک ہی پیکج میں ضم کرتا ہے اور دکھاتا ہے کہ اسے کس طرح سینے اور کلائی میں پہننے کے قابل، SpO2، HR، ECG، اور RR کی پیمائش کے لیے ڈیزائن کیا جا سکتا ہے۔ جبکہ BIA، BIS، GSR، اور ICG سمیت صحت سے متعلق دیگر مفید افعال بھی فراہم کرتا ہے۔ کارکردگی کے کھلاڑیوں کی ضرورت ہے.
اینڈریو برٹ ایگزیکٹو بزنس مینیجر، انڈسٹریل اور ہیلتھ کیئر بزنس یونٹ، اینالاگ ڈیوائسز ہیں۔
پوسٹ ٹائم: اگست 05-2022