Sensorbasierte Lösungen zur Messung von Vitalparametern

Wir haben uns von Kraftstoff- und Öldruckmessern weit entfernt in Fahrzeugen, und jetzt wird jede Funktion instrumentiert und protokolliert, sodass wir Fehler diagnostizieren und sogar antizipieren können, aber wir haben das für unseren Körper nur langsam getan.
(Quelle:LMD)

Unsere Autos sind voller Sensoren – wir haben einen langen Weg zurückgelegt von Tankanzeige und Öldruck und jetzt ist jede Funktion instrumentiert und protokolliert, sodass wir Fehler nicht nur diagnostizieren, sondern auch antizipieren können. Dasselbe tun wir zunehmend auch mit unseren Häusern, mit Smarthomes, die sich dem Wetter anpassen und ihren Ressourceneinsatz optimieren. Aber wir haben es langsam geschafft, dasselbe für unseren Körper zu tun.

Die persönlichen Gesundheitssensoren der ersten Generation waren kaum mehr als Spielzeug. Sie haben gemessen, was leicht zu spüren war, nicht was zu wissen nützlich ist. Die Leute arbeiten hart daran, medizinisch bedeutsame Marker in den gesammelten Daten zu finden, aber das bedeutet, den Wagen vor das Pferd zu stellen – Daten zu sammeln, dann einen Nutzen zu finden, anstatt zu sagen, was wir brauchen, und dann zu messen. Außerdem gibt es einen guten Grund, warum die FDA und das europäische CE-Zeichen einen so hohen Schwellenwert für ein Medizinprodukt festlegen. Die Geschichte ist voller Schlangenöl und Ärzte stehen einem Berg von Daten von einem Gerät unbekannter Herkunft zu Recht skeptisch gegenüber.

Abbildung 1:EKG-Kurve des Autors von Kardia. (Quelle:Vom Autor der mobilen Kardia-App von AliveCore)

Die Änderung erfolgte zuerst mit Alivecor (jetzt Kardia), das ein Ein-Kanal-EKG entwickelte, das mit einem Mobiltelefon verbunden ist. Ich habe beim Schreiben dieses Artikels diese Aufzeichnung auf meiner Kardia gemacht – und bevor mich alle Kardiologen anrufen, weiß ich, dass ich den Schenkelblock verlassen habe. Ich bin entspannt, weil ich es regelmäßig überprüfen und bestätigen kann, dass es sich nicht geändert hat.

Wir beginnen jetzt, andere echte medizinische Geräte zu sehen, die Sensoren und die Kapazität unserer Telefone nutzen, um ihre Daten zu analysieren. HealthyIO hat ein sehr elegantes Produkt, das die Farbe von Urinteststreifen mithilfe der Kamera in einem Smartphone analysiert. Sein genialer Trick besteht darin, eine Referenzfarbkarte bereitzustellen, mit der Kamera und Beleuchtung jedes Mal kalibriert werden können. Das Ergebnis ist ein zugelassenes Medizinprodukt, das der Genauigkeit eines teuren Laborkolorimeters entspricht, aber bereits in Ihrer Tasche ist.

Abbildung 2:HealthyIO Smartphone-basiertes Kolorimetersystem. (Quelle:Healthy.IO)

Die nächste Generation werden medizinische Sensoren sein, die in das Telefon integriert sind und für den Benutzer kostenlos sind, wie die Kamera oder das GPS. Meine Firma hat den V-Sensor entwickelt, der Blutdruck, Temperatur, Blutsauerstoff, Atemfrequenz und Pulsfrequenz in einem Gerät von der Größe einer Erdnuss misst und ein paar Dollar kostet. Bluetooth-fähig und für die Zusammenarbeit mit unserer e-Checkup-App entwickelt, ist der V-Sensor ein Medizinprodukt der Klasse II (IIa in Europa). Der V-Sensor wurde entwickelt, um bei der Herstellung des Telefons in ein Telefon eingebaut zu werden, aber aufgrund seiner Schnittstellen wird das Telefon selbst nicht zu einem medizinischen Gerät.

Abbildung 3:Der in ein Smartphone eingebaute LMD V-Sensor arbeitet mit der LMD e-Checkup-App zusammen, um Vitalparameter-Messungen zu liefern, da andere Smartphone-Sensoren wie Beschleunigungssensoren Ortungs-Apps unterstützen. (Quelle:LMD)

Es ist nicht nur einzigartig klein und erschwinglich, sondern verfügt auch über eine neuartige und patentierte Methode zur Messung von absolutem Blutdruck. Bluthochdruck ist ein Killer; im Durchschnitt stirbt alle 4 Sekunden eine Person, weil ihr Blutdruck erhöht ist. Es kann leicht behandelt werden, wenn Sie wissen, dass Sie es haben . Deshalb ist die absolute Messung so wichtig – viele Geräte versuchen die Änderung abzuschätzen in Ihrem Blutdruck von der Art und Weise, wie der Puls durch die Arterie fließt, aber alle müssen oft mit einer Manschette kalibriert werden. Wenn Sie eine Manschette haben, haben Sie bereits festgestellt, dass Sie hohen Blutdruck haben und das Gerät nicht benötigen. Unser Ansatz ist anders, denn wir ahmen genau nach, was die Manschette seit über 100 Jahren leistet.

Wie bei einer Manschette messen wir den auf die Arterie ausgeübten Druck, der nur den Druck in der Arterie ausgleicht, mit der von uns gemessenen Drehung an der Fingerspitze und indem wir Sie auffordern, stärker oder weicher zu drücken, um den erforderlichen Druck zu erzeugen. Dieser Ansatz erfordert viel Rechenleistung, sowohl um mit dem Benutzer zu kommunizieren, um die Daten zu sammeln, als auch um die Daten zu analysieren, um den richtigen systolischen und diastolischen Blutdruck zu finden, aber ein 2-GHz-Prozessor im Telefon kann dies liefern. Aber der Aufwand lohnt sich – die Manschette hat all ihre Unannehmlichkeiten überlebt, weil sie genau ist und funktioniert, genau wie unsere Lösung.

Siehe auch:
• Sensor könnte lassen Smartphone misst Vitalwerte
• Spezialisierte Sensoren unterstützen Wearables im Gesundheitswesen

Wir haben das Gerät für die Massenproduktion entwickelt, einschließlich automatisierter Tests und Charakterisierung der Sensoren, und haben Fertigungskapazitäten aufgebaut. Als Medizinprodukt muss dieses den gesamten Prozess durchlaufen, um ein CE-Zeichen zu erhalten und von der FDA, der NMPA in China und allen anderen Aufsichtsbehörden freigegeben zu werden. Wir bauen die Informationsdossiers dafür auf.

Ob in einem Telefon oder in einem tragbaren oder eigenständigen Gerät, das über Bluetooth mit einem Telefon oder Computer verbunden ist, dies bietet die fünf grundlegenden Vitalfunktionen für jeden. Aber es tut noch viel mehr. Unser ASIC enthält ein Ein-Kanal-EKG, wie das Kardia, das zwischen der Fingerspitze und den Fingern der anderen Hand misst. Aus unseren gemessenen Daten können wir die Steifheit der Arterien und das Herzzeitvolumen ermitteln – die Blutmenge, die bei jedem Schlag gepumpt wird. Durch die Nutzung anderer bereits im Telefon vorhandener Sensoren, wie des Beschleunigungsmessers, können wir das Timing der Herzklappen und die Dynamik der Herzbewegungen erkennen. Indem wir die Messungen im Laufe der Zeit verfolgen, erwarten wir, dass wir viele Zustände erkennen können, bevor sie kritisch werden, vom plötzlichen Herzstillstand bis hin zu COVID-19.

Zukünftige Versionen des V-Sensors werden weitere Fähigkeiten aufweisen, von denen einige bereits entwicklungsreif patentiert wurden. Und so gerne wir es auch hätten, wir sind nicht die einzigen auf dem Markt. Das Rennen besteht darin, jedes Telefon und jedes Wearable in ein echtes medizinisches Gerät zu verwandeln, das von den Aufsichtsbehörden freigegeben wird und die Vitalparameter misst, die die Diagnose und Überwachung unterstützen.