Индивидуальный зажим для пальца поможет измерять артериальное давление и друге жизненно важные показатели
20:00
10.01.2022
Устройство использует два датчика ФПГ, расположенные в двух разных точках на пальце, для регистрации чьего-либо пульса, чтобы рассчитать скорость пульсовой волны или скорость движения крови по кровотоку.
[caption id="attachment_262266" align="aligncenter" width="960"]
На устройство был подан предварительный патент. Фото: Pixabay[/caption]
Регулярный мониторинг артериального давления человека может помочь специалистам здравоохранения в раннем выявлении различных проблем со здоровьем, таких как высокое кровяное давление, которое не имеет настораживающих признаков или симптомов. Тем не менее, многие вещи могут повлиять на точность показаний артериального давления, в том числе нервозность пациента по поводу измерения артериального давления в кабинете врача, также известного как «синдром белого халата».
Теперь исследователи из Университета Миссури адаптируют коммерческое устройство для зажима пальцев, чтобы обеспечить быстрый и неинвазивный способ измерения и постоянного мониторинга артериального давления. Устройство также может одновременно измерять четыре дополнительных жизненно важных показателя — частоту сердечных сокращений, насыщение крови кислородом, температуру тела и частоту дыхания, — сказал Ричард Байфилд, аспирант машиностроения и аэрокосмической инженерии в Инженерном колледже MU и ведущий автор исследования, пишет medicalxpress.com.
«Обычно для расчета чьего-либо артериального давления в больнице или клинике используется надувная манжета, обернутая вокруг его руки, но с этим методом есть три проблемы: он может привести к повреждению чьих-то артерий, если его повторять несколько раз в течение короткого промежутка времени; человеческая кровь. давление может подняться из-за нервозности, и это может занять до 30 секунд», — сказал Байфилд. «Наше устройство может регистрировать чье-то кровяное давление в течение пяти секунд с помощью оптических датчиков, размещенных на кончике пальца, которые измеряют количество света, отраженного от кровеносных сосудов под поверхностью кожи».
Этот процесс называется фотоплетизмографией (ФПГ), и устройство использует два датчика ФПГ, расположенные в двух разных точках на пальце, для регистрации чьего-либо пульса, чтобы рассчитать скорость пульсовой волны или скорость движения крови по кровотоку. После сбора данных о скорости пульсовой волны они передаются по беспроводной сети на компьютер для обработки сигналов и расчета артериального давления с помощью алгоритма машинного обучения. Исследователи сказали, что другие исследования также показали, что скорость пульсовой волны имеет сильную корреляцию с артериальным давлением.
Первые испытания устройства с 26 участниками исследования показали точность около 90% для систолического артериального давления и точность 63% для диастолического артериального давления. Байфилд сказал, что уровень точности различается между систолическим и диастолическим давлением, потому что диастолическое, которое является минимальным артериальным давлением человека, может значительно меняться в зависимости от возраста человека, а также может контролироваться различными факторами, включая возраст, жесткость артерий, общее состояние здоровья и массу тела. .
Байфилд и его коллеги также признают, что есть некоторые проблемы с работой датчиков PPG для получения этих измерений.
«Обычно с датчиками PPG возникает несколько проблем, — сказал Байфилд. «Один из них называется артефактным движением — если вы перемещаете датчик PPG во время его считывания, это может повлиять на записываемые волны. Кроме того, мы обнаружили, что разница в давлении может изменить волны, но с конструкцией зажима для пальца, пружина обеспечивает постоянное давление . Еще одна причина, по которой этот метод мало исследовался ранее, заключается в том, что обычно эти зажимы для пальцев имеют только один датчик, но в нашем устройстве их два » .
На устройство был подан предварительный патент. В настоящее время исследователи работают над созданием устройства для домашнего использования, и их долгосрочная цель включает потенциальное клиническое и коммерческое применение. Байфилд сказал, что клиническое приложение может помочь облегчить работу медсестер, которые имеют дело с несколькими устройствами для мониторинга показателей жизнедеятельности пациента.
Исследователи также работают над тем, чтобы включить устройство в сбор данных для будущих исследований, разрабатывая прогностические вычислительные модели, которые помогут определить основные показатели жизнедеятельности, которые могут служить индикаторами многих заболеваний человека, включая COVID-19 и грипп, сказал Цзянь Лин, Уильям Р. Кимел. Член факультета и доцент кафедры машиностроения и аэрокосмической техники.
«Наша цель — расширить влияние нашего устройства, выходящее за рамки нового способа измерения показателей жизнедеятельности», — сказал Лин, который является соответствующим автором исследования.
«На пути к надежной оценке артериального давления по скорости пульсовой волны, измеренной датчиками фотоплетизмографии», была опубликована в журнале IEEE Sensors Journal .
На устройство был подан предварительный патент. Фото: Pixabay[/caption]
Регулярный мониторинг артериального давления человека может помочь специалистам здравоохранения в раннем выявлении различных проблем со здоровьем, таких как высокое кровяное давление, которое не имеет настораживающих признаков или симптомов. Тем не менее, многие вещи могут повлиять на точность показаний артериального давления, в том числе нервозность пациента по поводу измерения артериального давления в кабинете врача, также известного как «синдром белого халата».
Теперь исследователи из Университета Миссури адаптируют коммерческое устройство для зажима пальцев, чтобы обеспечить быстрый и неинвазивный способ измерения и постоянного мониторинга артериального давления. Устройство также может одновременно измерять четыре дополнительных жизненно важных показателя — частоту сердечных сокращений, насыщение крови кислородом, температуру тела и частоту дыхания, — сказал Ричард Байфилд, аспирант машиностроения и аэрокосмической инженерии в Инженерном колледже MU и ведущий автор исследования, пишет medicalxpress.com.
«Обычно для расчета чьего-либо артериального давления в больнице или клинике используется надувная манжета, обернутая вокруг его руки, но с этим методом есть три проблемы: он может привести к повреждению чьих-то артерий, если его повторять несколько раз в течение короткого промежутка времени; человеческая кровь. давление может подняться из-за нервозности, и это может занять до 30 секунд», — сказал Байфилд. «Наше устройство может регистрировать чье-то кровяное давление в течение пяти секунд с помощью оптических датчиков, размещенных на кончике пальца, которые измеряют количество света, отраженного от кровеносных сосудов под поверхностью кожи».
Этот процесс называется фотоплетизмографией (ФПГ), и устройство использует два датчика ФПГ, расположенные в двух разных точках на пальце, для регистрации чьего-либо пульса, чтобы рассчитать скорость пульсовой волны или скорость движения крови по кровотоку. После сбора данных о скорости пульсовой волны они передаются по беспроводной сети на компьютер для обработки сигналов и расчета артериального давления с помощью алгоритма машинного обучения. Исследователи сказали, что другие исследования также показали, что скорость пульсовой волны имеет сильную корреляцию с артериальным давлением.
Первые испытания устройства с 26 участниками исследования показали точность около 90% для систолического артериального давления и точность 63% для диастолического артериального давления. Байфилд сказал, что уровень точности различается между систолическим и диастолическим давлением, потому что диастолическое, которое является минимальным артериальным давлением человека, может значительно меняться в зависимости от возраста человека, а также может контролироваться различными факторами, включая возраст, жесткость артерий, общее состояние здоровья и массу тела. .
Байфилд и его коллеги также признают, что есть некоторые проблемы с работой датчиков PPG для получения этих измерений.
«Обычно с датчиками PPG возникает несколько проблем, — сказал Байфилд. «Один из них называется артефактным движением — если вы перемещаете датчик PPG во время его считывания, это может повлиять на записываемые волны. Кроме того, мы обнаружили, что разница в давлении может изменить волны, но с конструкцией зажима для пальца, пружина обеспечивает постоянное давление . Еще одна причина, по которой этот метод мало исследовался ранее, заключается в том, что обычно эти зажимы для пальцев имеют только один датчик, но в нашем устройстве их два » .
На устройство был подан предварительный патент. В настоящее время исследователи работают над созданием устройства для домашнего использования, и их долгосрочная цель включает потенциальное клиническое и коммерческое применение. Байфилд сказал, что клиническое приложение может помочь облегчить работу медсестер, которые имеют дело с несколькими устройствами для мониторинга показателей жизнедеятельности пациента.
Исследователи также работают над тем, чтобы включить устройство в сбор данных для будущих исследований, разрабатывая прогностические вычислительные модели, которые помогут определить основные показатели жизнедеятельности, которые могут служить индикаторами многих заболеваний человека, включая COVID-19 и грипп, сказал Цзянь Лин, Уильям Р. Кимел. Член факультета и доцент кафедры машиностроения и аэрокосмической техники.
«Наша цель — расширить влияние нашего устройства, выходящее за рамки нового способа измерения показателей жизнедеятельности», — сказал Лин, который является соответствующим автором исследования.
«На пути к надежной оценке артериального давления по скорости пульсовой волны, измеренной датчиками фотоплетизмографии», была опубликована в журнале IEEE Sensors Journal .
Выбор редакции
