基于可穿戴声学设备的高度跟踪系统，助力精确监测有创动脉血压
2023-05-27 21:27:48   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

为了指导医疗决策，每年都需要在重症监护室、急诊室和手术室放置数百万根用于监测有创动脉压的导管。为了准确评估动脉血压，需要将与静脉输液杆连接的压力传感器放置在与患者身体（通常是心脏）静压参考点相同的高度。每当患者移动或调整床位时，医护人员都必须相应调整压力传感器的高度。由于没有警报指示患者和传感器高度之间的变化，通常会导致血压测量不准确。

据麦姆斯咨询报道，近日，美国华盛顿大学的研究人员开发出一种低功耗可穿戴高度跟踪系统，可以通过听不见的声音信号来跟踪患者静压参考点的高度变化，并自动校正血压测量值。该系统可以有效提高有创动脉压测量的准确性，并通过自动化以往需要手动操作和密切监控患者的工作，帮助医务人员减轻工作负担。相关研究成果已发表于Communications Medicine期刊。

这项研究工作提出的高度跟踪系统由小型、无线、低功耗可穿戴设备和扬声器阵列构成，可以自动跟踪静压参考点高度，从而在无需手动调整压力传感器的情况下对压力测量值进行校正。低功耗可穿戴设备配备蓝牙芯片、加速度计和麦克风，可通过心电图（ECG）电极贴在患者身上。扬声器阵列（定位器）由四个扬声器组成，其发出的声音信号会被可穿戴设备捕获。通过这些信号，高度跟踪系统能够连续准确地确定可穿戴设备在患者身上的三维位置，并利用z平面（垂直）信息来校正血压测量值。这项研究的目的是确保高度跟踪系统能够准确测量当前临床标准测量值3 mmHg以内的平均动脉压，同时，当心脏高度变化时能够自动校正测量值。

基于可穿戴声学设备的高度跟踪系统

在高度跟踪系统的临床试验中，研究人员使用了两种传感器：临床传感器和固定式传感器。临床传感器被贴在患者心脏高度的皮肤上（静压参考点），有足够的导管长度，可以随患者上下移动。固定传感器被连接到床旁边的静脉注射杆，以满足临床试验需要。

在临床评估中，该系统高度计算的中位数误差为0.6 cm，对应的平均压力测量差低于1 mmHg。此外，与激光测距结果相比，95%的测量值在2 mmHg以内。对于平均动脉压而言，这很可能是临床上的不显著差异，表明该技术可以被纳入有创动脉压监测系统。它可以提供自动动脉压校正，无需手动调整传感器高度，适用于需要有创动脉压监测的患者。该系统的算法能够以高达60 Hz的速率计算血压调整。

在临床研究中，该系统计算出的平均动脉压测量值的平均差很小，为0.19 mmHg，标准偏差较大，为2.8 mmHg，这符合国际标准化组织/美国国家标准协会（ISO/ANSI）标准，压力传感器的精度± 3 mmHg。

双传感器临床评估设置

双传感器临床试验结果

研究人员称，未来，基于可穿戴声学设备的高度跟踪系统有望在重症监护室和手术室中得到广泛应用。重症监护室的患者可能会在床上调整自己的位置，他们也可能会有探视者，利用该设备，可以在不通知护士的情况下调整床的高度。此外，重症监护室中护士会执行各种护理任务，需要频繁调整病床高度以减小自身职业伤害的风险，而每次高度变化都要求护士记住并调整动脉插管的压力传感器位置，利用该设备将会帮助减轻医护人员的工作负担，并有效提高有创动脉压测量的准确性。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s43856-023-00296-8

延伸阅读：

《可穿戴传感器技术及市场-2022版》

《Merit Sensor压力传感器及MEMS芯片分析》

《MEMS扬声器专利态势分析-2022版》

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