گیره انگشت سفارشی راه جدیدی برای اندازه گیری فشار خون، سایر موارد حیاتی – ارائه می دهد

اکنون، محققان دانشگاه میسوری در حال سفارشی سازی یک دستگاه گیره انگشت تجاری هستند تا راهی سریع و غیرتهاجمی برای اندازه گیری و پایش مداوم فشار خون ارائه کنند. ریچارد بایفیلد، دانشجوی فارغ التحصیل رشته مهندسی مکانیک و هوافضا در کالج مهندسی MU و نویسنده اصلی این مطالعه گفت: این دستگاه همچنین می تواند به طور همزمان چهار علامت حیاتی اضافی – ضربان قلب، اشباع اکسیژن خون، دمای بدن و تعداد تنفس را اندازه گیری کند. .

به طور معمول، محاسبه فشار خون یک فرد در بیمارستان یا کلینیک شامل استفاده از یک کاف بادی است که دور بازوی او پیچیده شده است، اما سه مشکل در این روش وجود دارد — اگر مکرراً در مدت زمان کوتاهی انجام شود، می‌تواند به شریان‌های فرد آسیب برساند. بایفیلد گفت: فشار خون ممکن است به دلیل عصبی بودن افزایش یابد و ممکن است تا 30 ثانیه طول بکشد. دستگاه ما می‌تواند با استفاده از حسگرهای نوری روی نوک انگشت که میزان نور بازتاب‌شده از رگ‌های خونی زیر سطح پوست را اندازه‌گیری می‌کند، فشار خون افراد را در عرض پنج ثانیه ثبت کند.

این فرآیند photoplethysmography (PPG) نامیده می شود و این دستگاه از دو حسگر PPG واقع در دو نقطه مختلف روی انگشت استفاده می کند تا نبض شخص را بگیرد تا سرعت موج پالس یا سرعت حرکت خون در جریان خون را محاسبه کند. هنگامی که داده‌های سرعت موج پالس جمع‌آوری شد، به‌صورت بی‌سیم به رایانه برای پردازش سیگنال و محاسبه فشار خون توسط الگوریتم یادگیری ماشینی منتقل می‌شود. محققان گفتند مطالعات دیگر نیز نشان داده است که سرعت موج پالس با فشار خون ارتباط قوی دارد.

آزمایش اولیه دستگاه با 26 شرکت‌کننده در مطالعه، میزان دقت حدود 90 درصد برای فشار خون سیستولیک و دقت 63 درصد برای فشار خون دیاستولیک را ارائه کرده است. بایفیلد گفت که میزان دقت بین سیستولیک و دیاستولیک متفاوت است زیرا دیاستولیک، که حداقل فشار خون یک فرد است، بسته به سن فرد می تواند به طور قابل توجهی تغییر کند و همچنین می تواند توسط عوامل مختلفی از جمله سن، سفتی شریان، سلامت کلی و وزن بدن کنترل شود. .

بایفیلد و همکارانش همچنین تصدیق می‌کنند که برخی از مشکلات در کارکرد حسگرهای PPG برای به دست آوردن این اندازه‌گیری‌ها وجود دارد.

بایفیلد می‌گوید: «معمولاً چند مشکل در حسگرهای PPG وجود دارد. یکی از آنها حرکت مصنوع نامیده می شود — اگر حسگر PPG را در حین خواندن حرکت دهید، می تواند بر امواجی که در حال ضبط هستند تأثیر بگذارد. علاوه بر آن، متوجه شدیم که اختلاف فشار می تواند امواج را تغییر دهد، اما با طراحی گیره انگشت. یک فنر فشار ثابتی را فراهم می کند. دلیل دیگری که این روش قبلاً زیاد مورد بررسی قرار نگرفته است این است که معمولاً این گیره های انگشت فقط یک سنسور دارند، اما ما دو سنسور در دستگاه خود داریم.”

یک پتنت موقت برای دستگاه ثبت شده است. محققان در حال حاضر روی توسعه این دستگاه برای استفاده در خانه کار می کنند و هدف بلندمدت آنها شامل کاربردهای بالقوه بالینی و تجاری است. بایفیلد گفت که یک برنامه کاربردی بالینی می‌تواند به کاهش فشار برای پرستارانی که با چندین دستگاه برای نظارت بر علائم حیاتی بیمار سر و کار دارند، کمک کند.

به گفته جیان لین، ویلیام آر کیمل، محققان همچنین با توسعه مدل‌های محاسباتی پیش‌بینی‌کننده برای کمک به شناسایی علائم حیاتی که می‌توانند به عنوان شاخص‌های بیماری‌های انسانی متعدد از جمله کووید-19 و آنفولانزا عمل کنند، این دستگاه را برای مطالعات آتی در جمع‌آوری داده‌ها برای مطالعات آینده ترکیب کنند. عضو هیئت علمی و دانشیار مهندسی مکانیک و هوافضا.

لین که نویسنده مسئول این مطالعه است، گفت: “هدف ما ایجاد تأثیر گسترده تر برای دستگاه خود فراتر از روش جدیدی برای اندازه گیری علائم حیاتی است.”

منبع داستان:

مواد ارائه شده توسط دانشگاه میسوری-کلمبیا. توجه: محتوا ممکن است برای سبک و طول ویرایش شود.