Většina z nás zažila lékaře, který měřil náš krevní tlak manžetou, od mírného tlaku po podlitiny. U některých kriticky nemocných pacientů, kteří potřebují nepřetržité monitorování, je jedinou dostupnou metodou měření invazivních tepen, které s sebou nese inherentní rizika, jako je sekundární infekce. Vědci, inženýři a lékaři hledají řešení, která zahrnují kontinuální monitorování krevního tlaku bez nutnosti použití manžety. nebo přímá detekce krevního tlaku Společnost Infineon Technologies AG uzavřela partnerství s nově vytvořeným Blumio prostřednictvím Inovačního centra Silicon Valley (SVIC) společnosti Infineon a přinesla do odvětví nové neinvazivní zařízení pro nepřetržité monitorování krevního tlaku. Toto nové partnerství spojí radarovou technologii XENSIV 60 GHz Monolithic Microwave Integrated Circuit (MMIC) společnosti Infineon s odbornými znalostmi společnosti Blumio v oblasti kardiovaskulárního zdraví a proprietárními algoritmy DSP, aby vytvořil nový koncept nositelné technologie dočasně dostupný do roku 2021.
Blokové schéma současného IC IC Radar Transceiver 77 GHz MMIC (RASIC). Obrázek s laskavým svolením Infineon
Tato technologie bude monitorovat kardiovaskulární signály, jako je tepová frekvence a systolický / diastolický krevní tlak. Podle Blumia je cílem vytvořit přenosný elektronický systém, který poskytuje „bezkontaktní, kontinuální a přesná“ arteriální měření.
Radar s kontinuálními vlnami a váš tep
Společnost Infineon nabízí systémy FMCWR (Frequency Modulated Continuous Wave Radar). Tyto systémy fungují na základě známé přenosové frekvence, která zasáhne povrch v rozsahu a poté je přijat odraz ozvěny. Přijatý signál se měří vzhledem k deltě v čase a frekvenci reference, kterou je obvykle vysílaný signál. To umožňuje systému určit rozsah a relativní rychlost. Nejnovější výzkum publikovaný v Nature v listopadu 2019 porovnával CWR při měření systolického krevního tlaku s dalšími dvěma technologiemi, fotpletysmogramem (PPG) a elektrokardiogramem (EKG). . Výzkum ukázal významné zlepšení přesnosti při měření systolického krevního tlaku pomocí CWR přes EKG a PPG.
Nastavení testovacího měření pro výzkumníky k porovnání CWR s EKG a PPG. Obrázek, Malikeh Pour Ebrahim et. Alabama
Blumio používá variaci principu CWR k měření pohybu lidské kůže pomocí srdečního rytmu k určení krevního tlaku na zápěstí. Když krev prochází měřenou částí těla (první snímek níže), může systém tento pohyb převést na konzistentní signály pomocí CWR (druhý snímek níže) a vydat následující parametry: 1) diastolický tlak, 2) systolický tlak, 3) rostoucí tlak a 4) pulzní tlak ( třetí pole níže).
Bezkontaktní analýza cirkulace krevního tlaku pomocí 60 GHz CW radaru s laskavým svolením Blumio.
Návrhové výzvy pro inženýry DSP
Získávání smysluplných dat z elektronických systémů za přítomnosti poruch hluku a pohybu (v případě radaru) zůstává jednou z největších výzev pro rádiové designéry. Filtry (většinou digitální v zařízeních MMIC) lze použít k odstranění významného množství šumu ze systému, ale filtrování může také způsobit významné ztráty požadovaných dat signálu. Designéři budou muset projít cvičištěmi ve spolupráci s biomedicínskými odborníky, aby určili platnost testovacích dat.Také radarové antény musí být schopny poskytovat platná a reprodukovatelná data a zároveň umožnit pacientům zůstat mobilními a vykonávat své činnosti. denně. Jak zdůrazňují vědci v Nature, anténa musí být flexibilní a malá, aby nebyla elektricky ovlivněna pohybem. A konečně, třetí výzva (která může skutečně prospět energetické účinnosti nositelného zařízení) jsou povinné požadavky na určité míry absorpce. RF energie v živých tkáních. Podle Health Canada jsou obecné limity expozice člověka v nekontrolovaném prostředí 1,6 W / kg na 1 g tkáně (nebo průměrně 4 W / kg na 10 g tkáně). Schopnost vysílat a přijímat určitým způsobem spolehlivě rozlišitelné signály na různé vzdálenosti je primárně omezena vysílacím výkonem ze zdroje. Ve výzkumné studii publikované Nature byl radarový vysílač s kontinuálním vlněním omezen na 2 mW (neboli 2 dBm). Transceiver pracující při 2 dBm lze dobře integrovat do komerčních nebo lékařských zařízení IoT s nízkým výkonem. Závod o první na trhu pokračuje s touto novou technologií a Blumio a Infineon chtějí být první, kdo dorazí do cíle.
Doporučený obrázek (upravený) s laskavým svolením Blumio
Pomohli jste někdy navrhnout zdravotnický prostředek, který nějakým způsobem ovlivní vaše budoucí zdravotní zkušenosti? Pokud ano, podělte se o své zkušenosti v komentářích níže.
