Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Zaawansowane urządzenia medyczne w smartfonach - rzeczywistość czy mrzonka?

ghost666 02 Kwi 2020 23:08 1203 4
  • Dokładne, prawnie uregulowane urządzenia medyczne, które mierzą to, co jest przydatne dla lekarzy i pacjentów - a nie tylko to, co łatwe do zmierzenia - zostaną niebawem dołączone do naszych telefonów. Każdy będzie miał je przy sobie i będzie miało to ogromny wpływ na praktykę kliniczną, podobnie jak dołączanie aparatów fotograficznych do telefonów miało wpływ na fotografię.

    Dr Chris Elliott, założyciel i dyrektor Leman Micro Devices, z siedzibą w Lozannie w Szwajcarii jest członkiem Królewskiej Akademii Inżynierii w Wielkiej Brytanii oraz ogromnym zwolennikiem regulacji w inżynierii elektronicznej.

    Fotografia, GPS czy słuchanie muzyki jeszcze kilka lat temu wymagały drogich dedykowanych urządzeń. Obecnie do tego używa się sprzętu, który jest teraz praktycznie bezpłatny i dołączony do smartfona. Gdy wszyscy już mają te urządzenia ze sobą, otworzyły się nowe, ogromne rynki zbytu dla aplikacji, które zastąpiły te produkty.

    Następna rewolucja spowoduje, że urządzenia medyczne zostaną dołączone do telefonu; już nie zabawki, które znajdują się np. w opaskach fitness czy smartfonach, ale urządzenia medyczne posiadające oficjalne certyfikaty, które mierzą nasze parametry życiowe z kliniczną dokładnością. Zamiast mierzyć to, co jest łatwe, zmierzą to, co jest przydatne do monitorowania naszego stanu zdrowia. Zamiast szukać zastosowania medycznego do tego, co można zmierzyć, zmierzą to, czego lekarze realnie potrzebują i doskonale rozumieją. Zamiast kupować dodatkowe urządzenia, martwiąc się o nasze zdrowie wystarczy skorzystać z urządzeń dostarczanych wraz z telefonem.

    Głównym celem jest pomiar ciśnienia krwi (BP). LMD ma w swoim portfolio jedyne rozwiązanie, które dokonuje bezwzględnych, klinicznie dokładnych pomiarów tego parametru w telefonie. Układ nie wymaga kalibracji, jest zgodny z standardami ISO i zapewnia szybki i skuteczny pomiar. Umożliwia to częste pomiary w domu, nie ograniczając się do okazjonalnych wizyt w gabinecie lekarskim. Unika się w ten sposób „Efektu białego fartucha” - zjawiska, które sprawia, że ciśnienie krwi w obecności personelu medycznego jest wyższe.

    Po ciśnieniu krwi, temperatura ciała jest kolejnym najważniejszym pomiarem, jaki mierzyć ma system. Pomiar ma być dostępny na żądanie i być w pełni zgodnym ze standardem ISO. Oprócz pomiarów medycznych, nasz termometr w telefonie może być również używany do
    wszystkiego, od sprawdzania temperatury wina po kalibrację ogrzewania w domu.

    Częstość tętna, częstość oddychania i natlenienie krwi to kolejne parametry, które można mierzyć i analizować. Kolejny krok to monitorowanie pracy serca z wykorzystaniem elektrokardiografu. Pomiary EKG mają również ogromną wartość medyczną, która oprócz tego, że sama w sobie jest potężną diagnostyką, może być łączona z innymi czujnikami do monitorowania szerokiego zakresu parametrów sercowo-naczyniowych.

    Rozwiązanie proponowane przez LMD spełnia wszystkie wymagania rynku medycznego. Jest wystarczająco małe i wystarczająco tanie, aby pasować do każdego telefonu i jest zgodne z Europejskim rozporządzeniem w sprawie urządzeń medycznych, procedurami FDA i Chińskiego odpowiednika FDA oraz wszystkimi innymi wymogami prawnymi dla systemów medycznych.

    Zasady pomiaru

    Rozwiązania LMD opierają się na prostej zasadzie: wykorzystuj innowacyjną technologię do wdrażania dojrzałej nauki. Układ wykorzystuje wiele nowoczesnych sensorów do pomiaru opisanych powyżej parametrów:

    Ciśnienie krwi: Istnieje tylko jeden niezawodny, dokładny, absolutny i nieinwazyjny sposób pomiaru ciśnienia krwi – tzw. metoda okluzji, którą po raz pierwszy opisał Riva-Rocci w 1896 roku. Żadna inna technika nie może być użyta bez dokładnej kalibracji do badanego pacjenta (i częstej ponownej kalibracji). Chociaż przenośne i niedrogie urządzenia do pomiaru tą metodą są łatwo dostępne, niewiele osób je kupi i będzie z niego regularnie korzystać - chyba że już wie, że ma nadciśnienie i musi monitorować ten parametr przez cały czas.

    Temperatura: najdokładniejsze nieinwazyjne termometry wykorzystują skan czoła w podczerwieni i kompensują warunki otoczenia. Taka idea pomiaru została po raz pierwszy zaprezentowana w 1835 roku. Jest to szybka, dokładna i łatwa metoda pomiaru tego parametru.

    EKG: Obszerne informacje uzyskać można z EKG jednoprzewodowego, mierzonego między obiema rękami. Techniki EKG są stosowane w medycynie już od 1895 roku.

    Częstość tętna, natlenienie krwi (SpO2) i częstość oddechów: Wszystkie te pomiary oparte są na dobrze znanej pulsoksymetrii, znanej od 1972 r. Częstość oddychania wyznacza się z modulacji częstości tętna i jego amplitudy (tzw. arytmia zatok oddechowych). Techniki te są znane od lat '80 XX wieku. LMD posiada unikalne, opatentowane rozwiązanie pozwalające na wdrożenie techniki Riva-Rocci polegającej na wywieraniu lokalnego nacisku na tkankę wokół tętnicy i pomiar następujących parametrów:

    * maksymalne ciśnienie, które nie powoduje niedrożności tętnicy w dowolnym momencie (DBP)
    * najniższe ciśnienie, które powoduje zablokowanie tętnicy przez cały czas (SBP)

    Zwykle taki pomiar odbywa się przy napompowanym mankiecie. Rozwiązanie LMD robi to samo, ale w przeciwieństwie do konwencjonalnego mankietu zamyka tętnice opuszka palca wskazującego i instruuje użytkownika, aby naciskał mocniej lub słabiej, aby spowodować okluzję, którą wykrywa optycznie za pomocą pulsoksymetru. Rolę mankietu pełni więc tutaj sam użytkownik naciskający na sensor w telefonie.

    Zaawansowane urządzenia medyczne w smartfonach - rzeczywistość czy mrzonka?
    Rys.1. Obraz arterii na opuszku palca.


    Technologia LMD

    Technologia LMD składa się z trzech części:

    V-Sensor to moduł sprzętowy, zaprojektowany i gotowy do produkcji w setkach milionów sztuk rocznie i integracji z telefonami komórkowymi różnych producentów;
    e-Checkup dedykowane oprogramowanie w telefonie do zarządzania V-Sensorem, interakcji z użytkownikiem i instruowania użytkownika co do postępowania podczas badania oraz system do analizy danych;
    Wsparcie czyli oprogramowanie na zdalnym serwerze w chmurze, służące do archiwizacji danych i zapewnienia użytkownikowi wydajnej usługi diagnostycznej.

    Zaawansowane urządzenia medyczne w smartfonach - rzeczywistość czy mrzonka?
    Rys.2. Konfiguracja sprzętowa sensora.


    Wszystkie trzy części są zgodne z wszystkimi wymogami regulacyjnymi CE, FDA i CFDA dla wyrobu medycznego klasy IIA i klasy II oraz wszystkimi odpowiednimi przepisami dotyczącymi prywatności.

    V-Sensor

    V-Sensor (patrz rysunek 2) posiada wbudowany czujnik ciśnienia osadzony w płaskiej obudowie z miękkiej żywicy epoksydowej, która naciska na czubek palca. Diody LED i fotodioda tworzą tradycyjny pulsoksymetr, który oświetla opuszek palca. Termostos mierzy promieniowanie cieplne w podczerwieni w celu oszacowania temperatury ciała. Specjalnie zaprojektowany układ scalony steruje diodami LED, przechwytuje i digitalizuje dane z fotodiody, czujnika ciśnienia i sensora IR oraz komunikuje się z procesorem w telefonie.

    Zaawansowane urządzenia medyczne w smartfonach - rzeczywistość czy mrzonka?
    Rys.3. Smartfon z wbudowaną technologią LMD.


    V-Sensor łatwo mieści się w tylnej części telefonu i jest zakrzywiony tak, aby pasował do koniuszka palca. Jedną elektrodą EKG jest korpus czujnika, natomiast druga elektroda na obudowie (nie pokazano) jest naciskana palcem drugiej ręki.

    V-Sensor jest produkowany dla LMD przez wiodące światowe firmy produkcyjne w Korei i Chinach. LMD opracował również urządzenia do testowania i pomiaru charakterystyk każdego czujnika i przesyłania ich do telefonu.

    e-Checkup

    System stworzony przez LMD wykorzystuje do działania moc obliczeniową telefonu, Internetu i użytkownika. Aby zmierzyć ciśnienie krwi, użytkownik kładzie palec wskazujący na czujniku i ściska telefon między palcem wskazującym a kciukiem przez około 45 sekund. e-Checkup pozwala użytkownikowi zmieniać ciśnienie za pomocą prostych gier na ekranie telefonu, takich jak proszenie użytkownika o złapanie strumienia spadającej wody z pomocą wiadra, którego pozycja sterowana jest przyłożonym do sensora ciśnieniem. Podobnie e-Checkup daje interaktywne instrukcje dla każdego z pozostałych pomiarów.

    Aplikacja jest interfejsem między systemem operacyjnym telefonu a V-Sensor. Zajmuje się wszystkimi czynnościami porządkowymi, w tym pozyskaniem właściwości czujnika V-Sensor z bazy danych LMD przy jego pierwszym użyciu.

    Obliczanie ciśnienia krwi na podstawie zmierzonych danych jest bardzo złożone, wymaga kilku sekund szybkiego procesora i obejmuje ocenę wielu zmiennych dla każdego pomiaru. Wyniki są wyświetlane na ekranie, a także przesyłane wraz z nieprzetworzonymi danymi na serwer wsparcia.

    Wsparcie

    e-Checkup może wykonywać pomiary bez połączenia z serwerami wsparcia w chmurze, ale połączenie to dodaje dodatkową wartość dla użytkownika. Po pierwsze, dzięki połączeniu z chmurą, dane są bezpiecznie zapisywane. Użytkownikowi oferowana jest opcjonalna usługa śledzenia pomiarów w czasie oraz oferowane są dodatkowe analizy i diagnozy. Dodatkowo aktualizacje oprogramowania i nowe algorytmy diagnostyczne są automatycznie przesyłane do telefonu. Zgromadzone na serwerach dane są anonimizowane i za zgodą użytkownika, który jest ich właścicielem, mogą być wykorzystane do badań, w tym do badań epidemiologicznych czy opracowywania sztucznej inteligencji, która wykorzystuje ogromne zestawy danych uczących.

    Dodatkowa diagnostyka i analizy mogą być stosowane do przechowywanych danych. Wyniki są następnie udostępniane użytkownikowi po przeprowadzeniu dalszych operacji.

    Konsekwencje dla zdrowia

    Dokładność pomiaru ciśnienia krwi mieści się w zakresie docelowym normy ISO 81060-2, która dla podstawowego kryterium wymaga średniego błędu na poziomie poniżej 5 mmHg i odchylenia standardowego poniżej 8 mmHg. Poniższe wykresy Blanda-Altmana na rysunku 4 pokazują wyniki ostatniego testu systemu.

    Zaawansowane urządzenia medyczne w smartfonach - rzeczywistość czy mrzonka?
    Rys.4. Testy i pomiary układu.


    Inne parametry życiowe są również mierzone zgodnie z odpowiednimi normami, jeśli taka istnieje (np. 0,3° dla temperatury) i z wystarczającą dokładnością do zastosowania klinicznego, jeśli nie ma takiej normy.

    Dołączone do telefonów czujniki medyczne mogą dotrzeć do osób, które nie mają innych objawów, jest to szczególnie ważne dla ludzi z nadciśnieniem tętniczym (wysokim ciśnieniem krwie), ale nie wiedzącymi o tym - dlatego właśnie nadciśnienie nazywane jest „cichym zabójcą”. Zabija prawie 10 milionów ludzi rocznie – jedną osobę co trzy sekundy. Można je łatwo wyleczyć, jeśli zostanie wykryty odpowiednio wcześnie. Analitycy wskazali, że zakup telefonu z sensorami medycznymi mierzącymi tylko ciśnienie krwi może mieć istotny wpływ na długość życia – młodszy użytkownik telefonu może wydłużyć swoje życie o średnio 6 miesięcy, a starszy około trzech. Oczywiście konieczne jest, aby czujnik ciśnienia krwi dokonywał pomiaru absolutnego – jeśli użytkownik będzie musiał kalibrować go za pomocą klasycznego ciśnieniomierza z mankietem, kalibracja i tak ujawniłaby istnienie nadciśnienia, a czujnik nic od siebie nie dodaje.

    Wszyscy producenci telefonów, którzy oceniają V-Sensor, twierdzą, że będzie w każdym wyprodukowanym przez siebie telefonie. Monitory BP są teraz kupowane przez osoby, które już wiedzą, że mają nadciśnienie; czujnik V umieszcza go dosłownie w rękach ludzi, którzy nigdy nie mierzyli i nie mają pojęcia o swoim ciśnieniu krwi. Przyniesie to jakościową zmianę w zapobieganiu i leczeniu nadciśnienia tętniczego.

    Konsekwencje medyczne nie kończą się na wykrywaniu nadciśnienia czy pomiarze gorączki za pomocą termometru elektronicznego w telefonie. Badania przeprowadzone przez LMD wykazały, że dane z stworzonego przez nich sensora mogą być łączone z danymi z akcelerometru w telefonie, gdy jest on trzymany przy klatce piersiowej, aby analizować funkcje serca. Możliwy jest pomiar m.in. czasu wyrzutu lewej komory (LVET), czas aorty i zastawki mitralnej, jak i wielu innych parametrów pracy serca. Sztywność tętnic można mierzyć zarówno w palcu, jak i uśrednioną na ramieniu. Na podstawie zbieranych danych można wykryć zaburzenia rytmu serca, blokowanie naczyń krwionośnych i inne schorzenia sercowo-naczyniowe. Dalsze pomiary mogą łączyć obrazy z aparatu w telefonie z sensorem i wykorzystywać dane z innych czujników lub informacje wprowadzone przez użytkownika do dalszej analizy.

    Dalszy rozwój technologii

    V-Sensor wraz z e-Checkup został opracowany i zaprojektowany do wdrożenia go do produkcji i jest na dobrej drodze do uzyskania formalnych zezwoleń na użytkowanie na całym świecie. Kilku głównych producentów telefonów ocenia go obecnie pod kątem włączenia systemu do swoich produktów. Wkrótce pięć podstawowych pomiarów będzie dostępnych w setkach milionów smartfonów na świecie, wraz z usługą dla użytkowników, która zapewni im znacznie więcej informacji na temat ich zdrowia.

    Następnie rosnąca baza danych będzie źródłem rozwoju systemów uczenia maszynowego i głębokiego, wykorzystanych do znalezienia nowych narzędzi diagnostycznych i lepszego zrozumienia epidemiologii wielu chorób. V-Sensor i e-Checkup to bardzo potężne narzędzie, ale nie są one same. Istnieją inne systemy diagnostyczne, które powoli zaczynają wykorzystywać nasze telefony - od systemów ultradźwiękowych po analizę moczu. Klinicznie dokładne czujniki medyczne zostaną dołączone do telefonów, przekształcając opiekę zdrowotną, tak jak smartfony przekształcają fotografię, nawigację i słuchanie muzyki.

    Źródło: https://www.eeweb.com/profile/eeweb/articles/tools-not-toys-regulated-medical-devices-bundled-with-phones

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 napisał 9895 postów o ocenie 8121, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.
  • #2
    spec220
    Poziom 20  
    A nie prościej wykonać w dużej rozdzielczości film dna oka, oraz przeliczyć pozyskane informacje na dane medyczne tel. ? Z dna oka można pozyskać także inne pomiary biometryczne.
    Ponadto uważam, że u osób dotkniętych podwyższonym ryzykiem zdrowotnym, lepiej posłuży specjalistyczny implant prowadzący profesjonalne pomiary. Implant można zasilić po przez zbliżenie do odpowiedniego czytnika, albo zbliżenie tel. wyposażonego w certyfikowany system autoryzacji.

    Osobiście uważam tak... Dla zdrowego, normalnie funkcjonującego człowieka to takim przydatnym pomiarem byłby alkomat typu świeczka. Jak masz wyrok, to musisz dmuchnąć, bo inaczej nie odpalisz auta... Aaa i nikt za ciebie nie dmuchnie, bo smartfon będzie obserwować i rozpoznawać kto dmucha w sensor do przypisanej karty SIM. Jakie to proste... :)
  • #3
    kotbury
    specjalista -automatyka bramowa
    Może się mylę, ale podobne urządzonko było jako mod do Motorolek Moto serii Z, Z1 i Z2 - zwało się to Vital Mod - co prawda nie wiem czy wyszło z etapu premierowego , cena w 2018 była już ustalona na prawie 400$
  • #4
    Jogesh
    Poziom 28  
    Mnie zastanawia, że ludzie myślą, że mimo wielu dowodów że to nieprawda, że obecna medycyna jest dla ich dobra. Myślą, że ktoś im sprzeda zdrowie. Dzięki takiej naiwności padają ofiarą totalnej inwigilacji i ubezwłasnowolnienia. Kiedyś dziwiłem się, że niewolnicy np. w starożytnym Rzymie nie walczyli o wolność, ale teraz to ludzie sami pchają się do niewoli. I uważają, że dobry pan to samo dobro. Rzuci im jakiś ochłap, ograniczy możliwość działania do niewielu dziedzin i będą tak żyli sobie szczęśliwie. Może rzeczywiście najlepiej się nie przejmować i brać udział w zniewalaniu ludzi? Dobrze się na tym zarabia.
  • #5
    KonradGatek
    Poziom 21  
    Jak ubezpieczycielowi dasz dostęp do danych z czujników, to damy Ci 1% taniej na ubezpieczeniu.
    Pewnie byle apka-zegarek będzie chciała mieć dostęp do czujników, a potem płacz i lament skąd ONI to o mnie wiedzą.
    Owce się ogradza drutem kolczastym przed wilkami i tak sobie żyją radośnie w tej wolności.