Sensor kan smartphone vitale functies laten meten

Al bijna 120 jaar is er slechts één nauwkeurige, niet-invasieve manier om de bloeddruk te meten die niet constant opnieuw gekalibreerd hoeft te worden:de Riva-Rocci-techniek, die in 1896 werd bedacht door Scipione Riva-Rocci en gebruik maakt van fysieke druk. , typisch in de vorm van een opblaasbare armmanchet. LMD zei dat het een variant van de Riva-Rocci-techniek heeft ontwikkeld die gebruikmaakt van sensoren die volgens LMD eenvoudig rechtstreeks in smartphones kunnen worden ingebouwd.

De technologie van LMD kan worden gebruikt om de diastolische en systolische bloeddruk van een persoon te meten en om andere vitale medische parameters te meten via de V-sensor. Het product maakt deel uit van een komende golf van medische apparaten die zijn geïntegreerd met telefoons - niet alleen draagbare apparaten, maar gestandaardiseerde medische oplossingen die vitale functies met klinische precisie lezen. In plaats van te meten wat gemakkelijk is, zullen ze meten wat nuttig is. In plaats van een medisch gebruik te zoeken voor wat kan worden gemeten, zullen ze metingen doen die medisch zinvol zijn.

Hardware-installatie (Afbeelding:Leman Micro Devices)

De smartphone zal nog meer integraal deel uitmaken van het IoT-ecosysteem wanneer het een cruciaal hulpmiddel wordt voor de medische sector. Een doel is om snel en eenvoudig de bloeddruk te meten, zonder persoonlijke kalibratie, volgens de ISO-norm. De V-Sensor van LMD geeft kritieke informatie letterlijk in handen van mensen die hun bloeddruk nog nooit hebben gemeten en geen idee hebben. Betere bloeddrukmonitoring buiten een klinische omgeving zou kunnen leiden tot kwalitatieve vooruitgang in de richting van een effectievere preventie en behandeling van hypertensie.

Temperatuur is een andere veel gemeten parameter. Een sensor op de smartphone zal deze vereiste functie zowel voor medische doeleinden als in verschillende industriële omstandigheden kunnen vervullen. Polsslag, ademhalingssnelheid en zuurstofgehalte in het bloed zijn andere parameters. Samen vormen ze een krachtig diagnostisch hulpmiddel dat kan worden gecombineerd met andere sensoren om een ​​breed scala aan cardiovasculaire aandoeningen te bewaken.

De fysica achter de metingen

Technologieën transformeren de gezondheidsindustrie, met name door het continu monitoren van mensen, thuis, in de vrije tijd en zelfs op het werk, door gebeurtenissen die gedurende de dag plaatsvinden vast te leggen. Volgens voorstanders van de opkomende technologieën zou de continue monitoring van biomedische parameters mensen aanmoedigen om gezond gedrag aan te nemen en vol te houden, met het oog op het bevorderen van de gezondheid en het voorkomen van ziekten.

De oplossing van LMD maakt gebruik van innovatieve sensortechnologie om bloeddruk, temperatuur en hartslag te meten en zelfs ECG-functies uit te voeren, waarbij de elektrische activiteit van het hart wordt geregistreerd. De bloeddrukmeting maakt gebruik van de Riva-Rocci procedure. Bloeddruk is de druk die wordt uitgeoefend door het bloed, dat vanuit het hart wordt gepompt, op de wand van de slagaders die het bloed in het lichaam verdelen. De bloeddruk in de slagaders kan direct worden gemeten door een buisje (katheter) in de slagader zelf te brengen en deze aan te sluiten op een meetinstrument (druktransducer). In de praktijk gebeurt dit alleen in bijzondere omstandigheden, zoals tijdens een operatie.

Een smartphone met V-sensor

De gebruikelijke bloeddrukmeting daarentegen wordt indirect uitgevoerd, met behulp van speciale apparaten die de bloeddruk van buitenaf kunnen beoordelen, op een niet-invasieve manier. Van deze apparaten is het meest nauwkeurige en meest gebruikte apparaat tot nu toe het apparaat dat iets meer dan een eeuw geleden door Riva-Rocci is ontworpen. Het bestaat uit een rubberen armband die aan de ene kant is verbonden met een kleine handpomp en aan de andere kant met een kwikkolommanometer. Omdat het instrument was uitgerust met een glazen kolom met kwik en een meter die de afstand in millimeters aangeeft, is de meeteenheid waarmee de maximale en minimale bloeddrukwaarden worden gerapporteerd millimeter kwik (mmHg).

De lichaamstemperatuur wordt daarentegen traditioneel gemeten met behulp van een infraroodscan van het voorhoofd met omgevingscondities, zoals voor het eerst gebruikt in 1835. ECG-informatie kan worden verkregen met een transducer die tussen de handen wordt geplaatst. Tot slot, traditionele metingen van polsslag, bloedzuurstof (SpO₂ ), en de ademhalingsfrequentie zijn allemaal gebaseerd op gevestigde pulsoximetrietransducers met gevestigde technologie, in gebruik sinds 1972. De ademhalingsfrequentie wordt afgeleid van de hartslag en amplitudemodulatie (respiratoire sinusaritmie).

"We hebben gevestigde, volwassen wetenschap gecombineerd met moderne technologie", zegt Chris Elliott, oprichter en directeur van Leman Micro Devices SA. "Dat geeft gebruikers en hun artsen metingen die ze begrijpen en waarvan ze weten dat ze te allen tijde kunnen vertrouwen met het gemak van een apparaat van medische kwaliteit.

"We meten bijvoorbeeld de bloeddruk met precies dezelfde wetenschap als een manchet om je arm, maar we maken het gemakkelijker, kleiner en goedkoper door de vingertop te gebruiken en door de gebruiker harder of zachter te laten drukken in plaats van een zwaar en dure pomp en manchet, 'voegde Elliott eraan toe. Hij legde uit dat hoge bloeddruk (hypertensie) een "stille moordenaar" is zonder symptomen, dus het plaatsen van een manchetloze en kalibratievrije bloeddrukmeter in elke telefoon zou het leven kunnen redden van veel van de 9 miljoen mensen die er elk jaar aan overlijden .

De technologie

De technologie van LMD bestaat uit de V-Sensor-hardwaremodule en het e-Checkup-softwarealgoritme om de gebruiker te instrueren en de gegevens te analyseren en diagnostische ondersteuning op een server om de gegevens op te slaan. Alle drie de onderdelen voldoen aan alle CE-, FDA- en CFDA-regelgevingsvereisten voor een medisch apparaat van klasse IIA/klasse II, evenals aan alle relevante privacyregelgeving.

De V-Sensor heeft een druksensor ingebed in een zachte, platte epoxyhars die tegen de vingertop wordt gedrukt. LED's en een fotodiode vormen een conventionele pulsoximeter die het topje van de vinger verlicht. Een thermozuil meet warmtestraling om de lichaamstemperatuur in te schatten. De toepassingsspecifieke geïntegreerde schakeling, ontworpen door LMD, stuurt de LED's aan; vangt en digitaliseert gegevens van de fotodiode, druksensor en thermozuil; en communiceert met de processor van de mobiele telefoon.

De V-Sensor kan worden geïntegreerd in de achterkant van een smartphone en is gebogen om in een vingertop te passen. Het biedt een comfortabele en ergonomische gebruikerservaring. Om de bloeddruk te meten, houdt de gebruiker de telefoon gewoon in een natuurlijke greep, met de wijsvinger op de V-sensor verzonken aan de achterkant van de telefoon en de duim op het scherm aan de voorkant. De e-Checkup app begeleidt de gebruiker om met het display te spelen door harder of zachter te drukken. Een meting duurt ongeveer een minuut. Er zijn geen externe apparaten nodig; een smartphone met e-Checkup biedt de complete oplossing.

De app is de interface tussen het besturingssysteem van de telefoon en de V-Sensor van LMD. Het zorgt voor alle verwerking, inclusief het verkrijgen van de V-Sensor-functies uit de LMD-database de eerste keer dat het wordt gebruikt. De nauwkeurigheid van de bloeddruk valt binnen de reikwijdte van ISO 81060-2, die voor het belangrijkste criterium een ​​gemiddelde fout van <5 mmHg en een standaarddeviatie van <8 mm is. Alle metingen kunnen overal en altijd worden uitgevoerd, in minder dan 60 seconden door de instructies op het scherm te volgen en zonder dat er speciale accessoires of voorafgaande kalibratie nodig zijn.

Met de sensor in kwestie (een klein 15 mm lang apparaatje dat op de achterkant van een smartphone moet worden geplaatst) kun je niet alleen de bloeddruk meten, maar kun je volgens LMD ook nauwkeurige metingen krijgen van de lichaamstemperatuur, zuurstofverzadiging ( een maat voor de longfunctie), hartslag en ademhalingssnelheid.

LMD's onderzoek en ontwikkeling hebben aangetoond dat V-Sensor-gegevens kunnen worden gecombineerd met versnellingsmetergegevens in de telefoon wanneer deze tegen de borst worden gehouden om de timing van de hartfunctie te vinden:linkerventrikeluitdrijvingstijd (LVET), aorta- en mitraliskleptiming, en veel anderen. Bij verdere metingen kunnen afbeeldingen van de camera van de telefoon worden gecombineerd.

Een gezondheidseconoom ontwikkelde een Markov-model op basis van empirische gegevens om de gezondheidseffecten te schatten van het kopen van een telefoon die de bloeddruk meet. Hij toonde aan dat een jonge gebruiker gemiddeld ongeveer zes maanden langer meegaat, en een oudere gebruiker ongeveer drie maanden.

>> Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op onze zustersite, EE Times Europe.