В недавнем исследовании, опубликованном в журнале
Nature Medicine, авторы представили беспроводную широкополосную систему акустомеханического зондирования (BAMS) для непрерывного физиологического мониторинга.
У новорожденных и детей сердечно-сосудистые и желудочно-кишечные проблемы являются основными причинами смерти в первые 5 лет жизни. Использование систем непрерывного мониторинга помогает принимать клинические решения. Современные больничные системы используют датчики, кабели и проволоки, подключенные к мониторам. Однако, к счастью, достижения биоинженерии привели к разработке беспроводных датчиков с кожным интерфейсом для одновременного приема сигналов различных классов.
Цифровые стетоскопы, в том числе носимые, могут предоставлять (дополнительную) информацию о непроходимости дыхательных путей, перистальтике кишечника, сердечной деятельности и посторонних звуках в легких. Но они не могут использоваться для непрерывного мониторинга из-за некоторых ограничений, и, следовательно, клиническое применение звука тела обычно осуществляется путем периодических измерений.
В настоящем исследовании были представлены беспроводные системы BAMS для непрерывного физиологического мониторинга. Система BAMS может улавливать широкий спектр сигналов, от медленных колебаний (около 0,01 Гц) до высокочастотных звуков тела (до 1 кГц). Бережное прилегание устройства к яремной ямке позволяет одновременно измерять звуки дыхания и сердца.
Размещение устройств, синхронизированных по времени, на брюшной полости может обеспечить пространственно-временной мониторинг желудочно-кишечных шумов. В усовершенствованной реализации 13 устройств могут быть размещены в целевых зонах задней и передней части грудной клетки для мониторинга состояния легких, прогрессирования заболевания и реабилитации. Это (усовершенствованное) решение может быть применено к пациентам любого возраста, включая новорожденных, поступающих в отделение интенсивной терапии новорожденных.
Устройство BAMS включает микрофоны, обращенные к телу и окружающей среде, инерциальный измерительный блок, флэш-память, антенну для беспроводной зарядки и стандартную низкоэнергетическую систему Bluetooth на кристалле, установленную на печатной плате. Микрофоны улавливают звук с двух направлений, а адаптивный алгоритм фильтрации сводит к минимуму влияние звуков тела на окружающие звуки и наоборот.
Система BAMS может использоваться в повседневной жизни, позволяя отслеживать стандартные параметры (частоту дыхания, пульса) и вегетативные показатели, такие как кардиореспираторное взаимодействие, глотание и вариабельность сердечного ритма (ВСР). Система может работать при различных видах деятельности, таких как сон и физические упражнения. Кроме того, исследователи сравнили данные BAMS новорожденного, поступившего в отделение интенсивной терапии, с показаниями клинических мониторов, одобренных американскимУправлением по контролю за продуктами питания и лекарствами (FDA).