Вступ
Фотоплетизмографія (ФПГ) — це метод оптичної діагностики, що дозволяє оцінювати зміни об'єму крові в тканинах. Використання носимих медичних пристроїв для моніторингу фізіологічних параметрів стає все більш актуальним у сучасній медичній практиці. Основна мета цієї статті — представити концепцію носимого медичного фотоплетизмографа з безпроводовим каналом зв'язку, що дозволяє безперервно моніторити стан людини в реальному часі.
Технічні характеристики та принцип роботи
Принцип роботи ФПГ
Фотоплетизмограф працює на основі аналізу світла, відбитого або пропущеного через тканини. Зміни об'єму крові впливають на інтенсивність світла, що реєструється фотодетекторами. Використовуються світлодіоди, які випромінюють світло різної довжини хвилі, і фотодетектори, що реєструють інтенсивність відбитого світла.
Конструкція пристрою
Носимий ФПГ складається з таких основних компонентів:
• Світлодіоди (LED) для випромінювання світла на різних довжинах хвиль.
• Фотодетектори для реєстрації відбитого світла.
• Процесор обробки сигналу, який аналізує дані і передає результати через безпроводовий канал зв'язку.
• Акумулятор для забезпечення автономної роботи пристрою.
• Безпроводовий модуль зв'язку (наприклад, Bluetooth або Wi-Fi) для передачі даних на зовнішні пристрої.
Безпроводовий канал зв'язку
Використання безпроводового каналу зв'язку дозволяє:
• Передавати дані в режимі реального часу на мобільні пристрої або сервери для подальшого аналізу.
• Зменшити обмеження, пов'язані з рухом людини, забезпечуючи більшу свободу та комфорт.
Переваги та можливості
Переваги носимого ФПГ
• Безперервний моніторинг: Забезпечує постійний контроль фізіологічних параметрів людини.
• Мобільність та комфорт: Завдяки малій вазі та компактним розмірам, пристрій легко носити навіть тривалий час.
• Раннє виявлення аномалій: Завдяки безперервному моніторингу можливе своєчасне виявлення патологічних змін.
Потенційні застосування
• Кардіологія: Моніторинг серцевої діяльності, виявлення аритмій.
• Пульмонологія: Оцінка рівня насичення крові киснем.
• Реабілітація: Контроль за станом людини під час відновлення після операцій.
Виклики та обмеження
Технічні виклики
• Шум та артефакти: Рухи тіла можуть викликати шум у сигналі, що потребує розробки ефективних методів фільтрації та обробки даних.
• Енергоспоживання: Необхідність забезпечення тривалої автономної роботи вимагає оптимізації споживання енергії компонентами пристрою.
Етичні та юридичні аспекти
• Конфіденційність даних: Питання захисту персональних даних людини, які передаються через безпроводові мережі.
• Регуляторні вимоги: Відповідність стандартам медичних пристроїв і отримання необхідних сертифікацій.
Висновки
Розробка носимого медичного фотоплетизмографа з безпроводовим каналом зв'язку відкриває нові можливості для моніторингу стану здоров'я людинаів у реальному часі. Це забезпечує покращення якості медичної допомоги, своєчасне виявлення патологій та підвищення комфорту людини. Подальші дослідження та вдосконалення таких пристроїв сприятимуть їх широкому впровадженню у повсякденне життя.
Список літератури
1. Allen, J. Photoplethysmography and its application in clinical physiological measurement. Physiological Measurement, 2007.
2. Poon, C. C. Y., & Zhang, Y. T. Wearable technologies for tele-healthcare. IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, 2006.
3. Tamura, T., Maeda, Y., Sekine, M., & Yoshida, M. Wearable Photoplethysmographic Sensors—Past and Present. Electronics, 2014.
______________________
Науковий керівник: Макаренко Володимир Васильович, кандидат наук, доцент, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
|
Голосування 
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter