O sensor pode permitir que o smartphone meça os sinais vitais

Por quase 120 anos, houve apenas um meio preciso e não invasivo de medir a pressão arterial que não requer recalibração constante:a técnica de Riva-Rocci, que foi idealizada por Scipione Riva-Rocci em 1896 e emprega o uso de pressão física , normalmente na forma de uma braçadeira inflável. LMD disse que desenvolveu uma variação da técnica de Riva-Rocci que faz uso de sensores que LMD propõe podem ser facilmente construídos diretamente em smartphones.

A tecnologia do LMD pode ser usada para medir a pressão arterial diastólica e sistólica de uma pessoa, bem como medir outros parâmetros médicos vitais por meio de seu V-Sensor. O produto faz parte de uma nova onda de dispositivos médicos integrados a telefones - não apenas dispositivos vestíveis, mas soluções médicas padronizadas que leem os sinais vitais com precisão clínica. Em vez de medir o que é fácil, eles medem o que é útil. Em vez de buscar um uso médico para o que pode ser medido, eles farão medições que são clinicamente significativas.

Configuração de hardware (Imagem:Leman Micro Devices)

O smartphone será ainda mais integrado no ecossistema da IoT quando se tornar uma ferramenta crítica para o setor médico. Um dos objetivos é medir a pressão arterial de forma rápida e fácil, sem nenhuma calibração pessoal, de acordo com o padrão ISO. O V-Sensor da LMD literalmente coloca informações críticas nas mãos de pessoas que nunca mediram e não têm ideia de sua pressão arterial. Um melhor monitoramento da pressão arterial fora de um ambiente clínico pode trazer um progresso qualitativo em direção a uma prevenção e tratamento mais eficazes da hipertensão.

A temperatura é outro parâmetro medido com frequência. Um sensor no smartphone será capaz de executar essa função necessária para fins médicos, bem como em várias circunstâncias industriais. Freqüência de pulso, freqüência respiratória e nível de oxigênio no sangue são outros parâmetros. Juntos, eles representam uma ferramenta de diagnóstico poderosa que pode ser combinada com outros sensores para monitorar uma ampla gama de condições cardiovasculares.

A física por trás das medições

As tecnologias estão transformando o setor da saúde, principalmente por meio do monitoramento contínuo das pessoas, em casa, nos momentos de lazer e até no trabalho, registrando os eventos que acontecem durante o dia. Segundo os defensores das tecnologias emergentes, o monitoramento contínuo dos parâmetros biomédicos estimularia as pessoas a adotar e manter comportamentos saudáveis, com vistas à promoção da saúde e prevenção de doenças.

A solução oferecida pela LMD usa tecnologia de sensor inovadora para medir a pressão arterial, temperatura e pulso, e ainda realizar funções de ECG, registrando a atividade elétrica do coração. A medição da pressão arterial usa o procedimento de Riva-Rocci. A pressão arterial é a pressão exercida pelo sangue, bombeada do coração, na parede das artérias que distribuem o sangue no corpo. A pressão sanguínea nas artérias pode ser medida diretamente introduzindo um pequeno tubo (cateter) na própria artéria e conectando-o a um dispositivo de medição (transdutor de pressão). Na prática, isso acontece apenas em circunstâncias especiais, como durante uma cirurgia.

Um smartphone com sensor V

Já a medida comum da pressão arterial é realizada de forma indireta, por meio de aparelhos especiais capazes de avaliar a pressão arterial de fora, de forma não invasiva. Desses dispositivos, o mais preciso e comumente usado até agora é o projetado por Riva-Rocci há pouco mais de um século. Consiste em uma pulseira de borracha conectada de um lado a uma pequena bomba manual e do outro a um manômetro de coluna de mercúrio. Como o instrumento foi equipado com uma coluna de vidro contendo mercúrio e contendo um medidor que indica a distância expressa em milímetros, a unidade de medida com a qual os valores máximos e mínimos de pressão arterial são relatados é em milímetros de mercúrio (mmHg).

A temperatura corporal, por sua vez, é tradicionalmente medida usando uma varredura infravermelha da testa com as condições ambientais, como usado pela primeira vez em 1835. As informações do ECG podem ser obtidas a partir de um transdutor colocado entre as mãos. Finalmente, as medições tradicionais de pulsação, oxigênio no sangue (SpO ₂ ), e a frequência respiratória é baseada em transdutores de oximetria de pulso estabelecidos com tecnologia estabelecida, em uso desde 1972. A frequência respiratória é derivada da frequência cardíaca e da modulação da amplitude (arritmia sinusal respiratória).

“Combinamos ciência consolidada e madura com tecnologia moderna”, disse Chris Elliott, fundador e diretor da Leman Micro Devices SA. “Isso dá aos usuários e aos seus médicos medidas que eles entendem e sabem que podem confiar a conveniência de um dispositivo de grau médico com eles o tempo todo.

“Por exemplo, medimos a pressão arterial usando exatamente a mesma ciência de uma braçadeira em volta do braço, mas a tornamos mais fácil, menor e mais barata usando a ponta do dedo e fazendo com que o usuário pressione com mais força ou mais suavidade em vez de bomba e braçadeira caras ”, acrescentou Elliott. Ele explicou que a pressão alta (hipertensão) é um "assassino silencioso", sem sintomas, portanto, colocar um medidor de pressão arterial sem braçadeira e sem calibração em cada telefone pode salvar a vida de muitas das 9 milhões de pessoas que morrem por causa disso todos os anos .

A tecnologia

A tecnologia do LMD consiste em seu módulo de hardware V-Sensor e algoritmo de software e-Checkup para instruir o usuário e analisar os dados e suporte de diagnóstico em um servidor para armazenar os dados. Todas as três partes cumprirão todos os requisitos regulamentares CE, FDA e CFDA para dispositivos médicos Classe IIA / Classe II, bem como todos os regulamentos de privacidade relevantes.

O V-Sensor tem um sensor de pressão embutido em uma resina epóxi lisa e macia que é pressionada contra a ponta do dedo. LEDs e um fotodiodo formam um oxímetro de pulso convencional que ilumina a ponta do dedo. Uma termopilha mede a radiação de calor para estimar a temperatura corporal. O circuito integrado específico da aplicação projetado por LMD controla os LEDs; captura e digitaliza dados do fotodiodo, sensor de pressão e termopilha; e se comunica com o processador do telefone móvel.

O V-Sensor pode ser integrado na parte de trás de um smartphone e é curvo para caber na ponta do dedo. Ele oferece uma experiência de usuário confortável e ergonômica. Para medir a pressão arterial, o usuário simplesmente segura o telefone em uma pegada natural, com o dedo indicador no V-Sensor embutido na parte de trás do telefone e o polegar na tela frontal. O aplicativo e-Checkup orienta o usuário a brincar com a tela pressionando com mais força ou mais força. Uma medição leva aproximadamente um minuto. Nenhum dispositivo externo é necessário; um smartphone habilitado para e-Checkup oferece a solução completa.

O aplicativo é a interface entre o sistema operacional do telefone e o V-Sensor do LMD. Ele cuida de todo o processamento, incluindo a obtenção dos recursos do V-Sensor do banco de dados do LMD na primeira vez que é usado. A precisão da pressão arterial está dentro do escopo da ISO 81060-2, que para o critério principal é um erro médio de <5 mmHg e desvio padrão <8 mm. Todas as medições podem ser feitas em qualquer lugar, a qualquer hora, em menos de 60 segundos, seguindo as instruções na tela e sem a necessidade de acessórios especiais ou calibração prévia.

O sensor em questão (um minúsculo dispositivo de 15 mm para ser colocado na parte de trás de um smartphone) não só permite medir a pressão arterial, mas, de acordo com o LMD, permite obter medições precisas da temperatura corporal, saturação de oxigênio ( uma medida da função pulmonar), frequência cardíaca e velocidade respiratória.

A pesquisa e o desenvolvimento do LMD mostraram que os dados do V-Sensor podem ser combinados com os dados do acelerômetro no telefone quando pressionado contra o tórax para encontrar o tempo da função cardíaca:tempo de expulsão do ventrículo esquerdo (LVET), tempo das válvulas aórtica e mitral e muitos outras. Medições adicionais podem combinar imagens da câmera do telefone.

Um economista da saúde desenvolveu um modelo de Markov usando dados empíricos para estimar o impacto na saúde de comprar um telefone que mede a pressão arterial. Ele mostrou que, em média, um usuário jovem ganharia cerca de seis meses de vida, e um usuário mais velho ganharia cerca de três meses.

>> Este artigo foi publicado originalmente em nosso site irmão, EE Times Europe.