Здравство иде мобилно, али технике и прописи још увек играју ухватити

Wealth and Power in America: Social Class, Income Distribution, Finance and the American Dream (Јули 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Потреба за мобилним решењима за здравствену заштиту брже се бави новим таласом технологије, али озбиљна дијагностика захтијева још увијек надлежну регулаторну усклађеност

Патрицк Маннион, Цонтрибутор Едитор

Подстицај и прилика за иновације у мобилној здравственој заштити никада нису били већи, а даваоци технологије убрзавају. Нови ИЦ-ови, модули, комплети и алгоритми помажу дизајнерима да развију следећу генерацију мобилних здравствених решења која ће надзирати здравље од лекарске канцеларије до куће, иако постоје нека интригантна питања која још нису решена.

Бројне студије на тему мобилне здравствене заштите (мХеалтх) показују да се тржиште брзо развија. Тржишта и тржишта процјењују да ће се између 2015. и 2020. године растати на ЦАГР-у од 33, 4% до 59, 15 милијарди долара на прагу паметних уређаја, апликација мХеалтха која се користи у управљању хроничним болестима, потреба за управљање растућим трошковима здравствене заштите, продор 3Г / 4Г ћелијске везе, и веће интересовање за здравствену заштиту од пацијента.

Студија такође указује на неке занимљиве рупе на путу до мХеалтха. То укључује повећање ризика од крађе података, строжих прописа од стране ФДА и ЕУ регулаторних тијела за здравствену заштиту, слабог упућивања лекара приликом одабира апликација и отпора од традиционалних здравствених установа.

Упркос рупама, мХеалтх уређаји и апликације се крећу од нетачних новитета за фанатике фитнесса до разумно прецизних потреба за забринуто и старење популације. Са озбиљним здравственим проблемима, ова популација је много већа вероватноћа да ће узети лекарски савет и наставити да носи уређаје за праћење.

Уређаји који су сада на располагању за мобилни, повезани здравствени мониторинг укључују пулзне оксиметре, мониторе крвног притиска, мераче пеак-тока, мјераче нивоа глукозе у крви, апнеа мониторе за спавање и праћење покрета, као што су мерачи убрзања за откривање падова или ГПС за праћење болесника са Алзхеимером.

Апликације су многе и разноврсне, али су проблеми дизајна познати: ниске цене, ниске снаге, већа прецизност и нека сигурност сигурности. Постоји и занимљив проблем који се тек треба решити ефикасно: како гарантовати да је узорак или крвни узорак који је дат на даљину стварно од правог пацијента.

Центар, компанија која има историју да пружа провајдера бежичних технологија и услуга за ИоТ, сада се бори са овим проблемом, чак и кад развија ЦенЛаб. ЦенЛаб, као што сугерише име, представља преносиву здравствену платформу која се састоји од ЦенЛаб Флуид Цхемистри Анализер, ЦенЛаб Мобиле Апплицатион и ЦенЦлоуд, Хеалтх Информатион Систем (ХИС) заснованог на облаку ( слика 1 ).

Слика 1: Центрино ручни, бежични повезани анализатор течности обезбеђује тренутни преглед у урину лекару који наручује, али постоји улов. Извор слике: Центар.

Намијењен је као свестрани алат за пре-емптивни преглед, ЦенЛаб је анализатор течности који омогућава даљински преглед заснованог на урину без пацијента који мора ићи у лабораторију или у ординацију лекара. Према речима Роберта Асимитија, суоснивача и главног официра за технологију у Центру, ЦенЛаб помаже у праћењу уринарног тракта, функција бубрега, уноса натријума, глукозе и многих других подручја забринутости.

Користан као ЦенЛаб, иако је на врхунцу онога што мХеалтх може бити, постоје неколико процедуралних технички и један велики улов који треба решити.

Процедурална питања се односе на уредбе ФДА. Сваки уређај који се користи за дијагностику мора проћи кроз ригорозну и тешку ФДА квалификацију. "Повезани здравствени уређаји су потпуно различити од уређаја за фитнес", рекао је Ассимити. "Постоји богатство података који се морају генерисати како би се упознали са смерницама ФДА-а". То је одувек било случај у медицинским системима, али и даље представља супротан растућој потреби за жељама за лов-цост уређаје и брзим иновацијама из различите базе појединаца и компанија.

Ипак, компаније као што је Центеро напредују, мада је интересантан улов који захтева још мало размишљања у складу с аналогијом "слон-у-соби". "Један аспект који покушавамо да решимо јесте идентитет: како осигурати узорак из предмета", рекао је Ассимити. Ово је тешко из два разлога: Постоје природне грешке у систему и системске грешке у праћењу које се мора континуирано ублажити. Затим постоје намерни покушаји пацијената да избегавају откривање одређених проблема или хемикалија користећи узорке неког другог. То тек треба разрадити, рекао је Ассимити.

У међувремену, дизајнери заинтересовани за развој следеће генерације мХеалтх мониторинг система омогућавају се кроз низ ИЦ сензора, модула и алгоритама.

Усер-фриендли мониторинг срца
Једна од текућих дебата је релативна тачност електрокардиограма (ЕКГ) у односу на фототопхисмограм (ППГ) за праћење срца. ЕКГ мери електрични сигнал који контролише ширење и контракцију комора срца, док ППГ користи рефлектовано светло од коже и индиректно мери срчани утицај одређујући брзину крвотока. Дебата се не односи на апсолутну тачност, пошто ће ЕКГ увек бити прецизнији и референтни стандард, али више се односи на степен на који ППГ може бити зависан да би дала "довољно добар" ниво тачности која би омогућила праћење срца да се померите од неугодних и непријатних трака за груди до монитора заснованог на зглобу користећи ППГ.

ППГ се већ користи у болницама, са пулсним оксиметром који се обично ставља на врх прста пацијента. Проблеми се јављају са ППГ када је корисник активан: Нешто једноставно као љуљање руком може повећати проток крви до зглоба и довести до грешака. Постоје и друга питања, попут промене светлосних ситуација које могу утицати на способност фотодетектора да раздвоје ЛЕД емисије из услова осветљења околине.

То је рекао, ово нису нова питања, али су технике и алгоритми који се развијају знатно побољшали, предвођени компанијама као што је Валенцелл. Валенцелл се специјализује за алгоритме који надокнађују понашање корисника и моделе коришћења, као и амбијенталне услове. Процењује се да у неким случајевима светлост из емитера сензора може бити и до 1/1000 т укупног светла сакупљена од стране сензора и упоређује га са проналаском игле у сену. Користи патентирану активну карактеризацију сигнала и технике филтрирања како би пронашао ту иглу.

Интересантно је да садржи више сензорских улаза, као што су мерачи убрзања, да би се постигла прецизнија процена, не само брзине срца, већ и ефикасности срца, ВО 2 и варијабилности срчане фреквенције.

Како је Валенселл остварио напредак, имплементација његових алгоритама захтева изузетно ефикасне, моћне могућности за обраду и комуникацију са ниском снагом. Многи произвођачи полупроводника нуде таква решења, са компанијом Текас Инструментс, Оливиер Монниер, инжењером за производњу производа, који је изјавио: "Ми смо препознати као најмања моћ, најмања РФ рјешења на тржишту."

Други, попут Силицон Лабс-а, можда имају проблем са том тврдњом, наравно, али уз потрошњу електричне енергије која је толико овисна о апликацији, развијачи треба да изврше дужну пажњу, укључујући понуду бенчмаркинга користећи сличне алгоритме који користе сличне функционалности.

Перформансе алгоритама су критичне. Цолин Томпкинс, директор инжењерских апликација у СиЛабсу, истакао је и питање тона боје коже, уз услове околине, који имају утјецај на тачност. Када је одабрана платформа за обраду, мудар приступ је, како је рекао, коришћење статистичке анализе код многих корисника и многих услова. "Почни са трчањем и нађите га тамо. Цросс-фит је компликованији као њена не-периодична бука. "

Силицон Лабс поседује сензор ИЦ, Си1143-ААГКС, који обухвата оптички сензор, придружено филтрирање, аналогно-дигиталну конверзију, једну зелену ЛЕД диода 525 нм и управљач за два додатна спољашња ЛЕД-а ( Слика 2 ). Такође долази са И2Ц дигиталним интерфејсом и излазним прекидом за програмирање.

Слика 2: Силицон Лабс "Си1143 монитор срчане брзине интегрира емитер и сензор заједно са придруженим претварачима и филтерима како би уштедели отисак, али и боље управљање оптичким блокирањем и смањили ефекте амбијенталног осветљења. Извор слике: Силицон Лабс.

Према Томпкинсу, имајући ЛЕД и фотодетектор на плочи решава проблем интеграције оптике у систем и блокирања светлости од случајног уласка у детектор сензора. "Потребно вам је оптичко блокирање тако да се (светлост) директно пролази кроз ткиво." Друге предности детектора на чипу укључују мањи отисак и мање спајања између АФЕ и фотодетектора. Следећа генерација модула имаће више ЛЕД-ова на броду, рекао је Томпкинс.

Модулација протока крви је испод 1%, а док однос односа сигнала и шума (СНР) представља фактор сјајности, Томпкинс је рекао да СНР може бити биран све до 70-тих (дБ) и система и даље ће добити тачно читање. У условима стреса (корисник напорно ради), излазна снага ЛЕД-а може се бирати до СНР од 105 до 107 дБ. "Тада можете побољшати тачност и радити ствари попут ХР варијабилности." Варијабилност срчаног стреса даје добар преглед укупног здравља. Све у свему, модул следеће генерације има> 100-дБ СНР још троши мање од 100 μА. "И то је за читаво решење ХР сензора", рекао је Томпкинс. "Сензор, АФЕ фотодетектор и ЛЕД (укључујући и МЦУ снагу за покретање алгоритма). То је најсавременија технологија. "Комплетан развојни комплет, заснован на Блуе Гецко Блуетоотх лов-енерги бежичном и Цортек-М4 МЦУ технологији, доступан је за помоћ у развоју кицкстарт ХРМ-а користећи Си1143.

Имајте на уму да је за тамније тонове коже Томпкинс рекао да би било препоручљиво користити жуте ЛЕД диоде за бољу пенетрацију коже, док је за слушалице, пожељно инфрацрвено (ИР) светло. ХРМ-ови засновани на еарбуд-у, као што су Јабра, Сони и ЛГ, генерално су препознати као тачнији од сензора заснованих на зглобовима.

Појављују се ЕКГ на бази зглоба
Иако је ППГ најпопуларнија опција за ХРМ, у великој мери због тешкоће откривања ЕКГ на зглобу, Ксиаоми, у сарадњи са Хуами, управо је представио свој Ми Банд са сензором базираним на ЕЦГ-у. На располагању је само у Кини у време овог писања, бенд кошта око 100 долара и поседује ИП67 хидроизолацију и батерију од 95 мАх.

Као што је и очекивано, снага је најкритичнији аспект овог типа мХеалтх дизајна, али посебно са ЕКГ сензором на зглобу. Овде, СНР нивои потребни да екстрахирају електрични импулс до сада од срчаног превода до виших нивоа аналогне и дигиталне обраде.

Међутим, компаније попут Аналог Девицес-а решавају потребе ЕКГ АФЕ-а за преносиве дизајн засноване на зглобу помоћу уређаја као што је АД8233, предњи крај ЕЦГ-а од 50 μА, једносмерни, ЕЦГ ( слика 3 ). Иако је способан да постане дијагностички, постављајући своју фреквенцију пресека на 0, 05 Хз, уместо тога подешавајући фреквенцију искључивања на 7 Хз, може се учинити погодним за фитнес апликације које откривају само срчану фреквенцију.

Слика 3: АД8233 АФЕ за ЕКГ може се подесити како за дијагностику, тако и за контролу фитнеса тако што подешава прекидну фреквенцију. Извор слике: Аналог Девицес.

Укључени високопропусни филтер одбацује полкоцелијски потенцијал ДЦ који потиче од контакта електроде са кожом. Филтер такође одбија базичне луталице повезане са ЕКГ мерењима, све док се појачава ЕКГ сигнал (1 до 2 мВ).

Закључак
Раст мХеалтха подудара се са све већом забринутошћу у погледу здравствене заштите уопште. Као што је приказано, технологија која је потребна за рјешавање проблема, даљим надгледањем приступа и прецизности, брзо се појављује. Ипак, дизајнери морају пажљиво да се крећу по пројектима и прописима. И поред тога, произвођачи технологије брзо пружају неопходне смернице.