نظارت بر علائم حیاتی بدون لمس بیمار

بیمارستان‌ها به زودی می‌توانند بر سلامت ده‌ها تن از بیماران از راه دور نظارت داشته باشند. مهندسان روش جدیدی بدون نیاز به لمس برای نظارت بر ضربان قلب، فشار خون و تنفس چندین نفر به صورت همزمان معرفی کردند. برای آشنایی با این روش با مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

نظارت بر علائم حیاتی بدون لمس بیمار

یک برچسب RFID کوچک که در نزدیکی بدن (برای نمونه در جیب پیراهن) قرار می‌گیرد همه سامانه مورد نیاز برای خواندن علائم حیاتی است. این روش افزون بر اینکه برای بیماران راحت‌تر است، می‌تواند نظارت بر علائم حیاتی را برای بیمارستان‌ها و مراکز مراقبت‌های بهداشتی نیز آسان‌تر، سریع‌تر و ارزان‌تر کند.

نظارت مداوم بر علائم حیاتی مایه رنجش است. برای انداز‌گیری علائم باید الکترودهایی به پوست چسبیده شوند، کاف‌ها دور دست قرار گیرند و یا بیمار در حالت نشسته باشد. حسگرهای پوشیدنی همچون مچبند، پچ‌های بی‌سیم نرم و خال کوبی موقت می‌توانند این اطلاعات را جمع‌آوری کنند. اما این روش‌ها نیز ممکن است برای افراد مسن، نوزادان و یا افرادی که دارای شرایط پزشکی خاص هستند انتخاب مناسبی نباشد.

در حال حاضر اندازه‌گیری علائم حیاتی بدون تماس با پوست و با امواج رادیویی امکان‌پذیر است. ایده برای ردیابی تنفس این است که پرتوهای RF به بدن فرد تابانده شود و تغییرات دوره‌ای (یا متناوب) سیگنال منعکس شده که ناشی از تنفس فرد است اندازه‌گیری شود. اندازه‌گیری ضربان قلب بسیار دشوار است. Edwin Kan، استاد مهندسی برق و کامپیوتر در دانشگاه Cornell، می‌گوید: «این روش بسیار حساس به حرکت در اتاق است. فردی دیگر که در حال حرکت در اتاق باشد میتواند موجب دخالت بسیاری در اندازه‌گیری ‌شود».

بنابراین Kan و دانشجوی تحصیلات تکمیلی‌اش Xiaonan Hui روش متفاوتی را پیشنهاد کردند که متکی بر جفت شدن میدان نزدیک (near-field coupling) است. میدان نزدیک منطقه‌ای از میدان الکترومغناطیسی درست در اطراف آنتن RFID است، فاصله‌ای حدود 35 سانتیمتر.

نظارت بر علائم حیاتی بدون لمس بیمار

این سامانه نیاز به یک آنتن کوچک و برچسب RFID دارد که در نزدیکی قفسه سینه و مچ دست قرار می‌گیرد. این برچسب‌ها باید در فاصله 10 سانتیمتری از بدن باشند. و یک خواننده RFID در فاصله دو متری قرار می‌گیرد.

این آنتن بخشی از انرژی الکترومغناطیسی را از خواننده RFID به بافت بدن با استفاده از اتصال میدان نزدیک هدایت می‌کند و بخشی از آن را به گیرنده بازتاب می‌دهد. گیرنده دامنه و فاز سیگنال منعکس شده را می‌خواند. فاز به فاصله بین آنتن و گیرنده حساس است. بنابراین حرکات خارجی همچون پالس و تنفس که برچسب را بالا و پایین می‌کنند، فاز را تغییر می‌دهند. ضربان قلب موجب تغییر در دامنه سیگنالی می‌شود که آنتن به آشکارساز انتقال می‌دهد. همچنین سامانه با اندازه‌گیری زمان تأخیر بین ضربان قلب و پالس، فشار خون را اندازه‌گیری می‌کند.

پژوهشگران یک ماژول دسترسی چندگانه تقسیم کدی (CDMA) را با تراشه RFID ترکیب کردند. CDMA پروتکل ارتباطی بی‌سیم است که اجازه می‌دهد چندین سیگنال با هم ترکیب شوند و از یک کانال انتقال یابند. در این مورد، هر برچسب RFID یک سیگنال با یک کد منحصر به فرد ارسال می‌کند. این کار به خواننده امکان می‌دهد تا ده‌ها برچسب را شناسایی کند. شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که این سامانه می‌تواند تا 200 برچسب را شناسایی کند. این بدان معنی است که یک سامانه به تنهایی می‌تواند علائم حیاتی ده‌ها تن از افراد یک اتاق را اندازه‌گیری کند.

Kan می‌گوید چنین تلفیقی با سامانه‌های نظارت بر علائم حیاتی پیشین که مبتنی بر RFID بودند امکان پذیر نیست زیرا آنها از نسبت سیگنال به نویز کم (SNR) رنج می‌برند. اما اتصال آنتن میدان نزدیک یک سیگنال تمیز تولید می‌کند.

نظارت بر علائم حیاتی بدون لمس بیمار

پژوهشگران در مقاله Nature Electronics، نمونه‌ای از یک تراشه کوچک RFID و یک آنتن را که می‌توان به پارچه دوخت، نشان دادند. این اجزا محکم و قابل شستشو هستند، بنابراین می‌توان آن‌ها را به طور مستقیم درون لباس‌ها و روکش‌ها قرار داد.


بیشتر بخوانید:

>>پچ پوشیدنی بدون باتری دریافت کننده علائم حیاتی

>>اندازه‌گیری سیگنال‌های حیاتی: از کجا شروع کنیم؟

>>پچ پوستی انعطاف پذیر برای سنجش سلامت


منبع: spectrum.ieee.org

استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی) مجاز است.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *