传感器可以让智能手机测量生命体征

传感器可以让智能手机测量生命体征

Sensor could let smartphone measure vital signs

近120年来，只有一种精确的、非侵入性的测量血压的方法，不需要不断地重新校准：里瓦-罗奇技术，由西皮奥尼·里瓦·罗奇于1896年发明，使用物理压力，通常是以充气臂袖的形式。LMD表示，已经开发出一种Riva-Rocci技术的变体，利用LMD提出的传感器可以很容易地直接内置到智能手机中。             

LMD的技术可以用来测量一个人的舒张压和收缩压，也可以通过V型传感器测量其重要的医疗参数。该产品是即将到来的与手机集成的医疗设备浪潮的一部分，不仅是可穿戴设备，而且是标准化的医疗解决方案，能够准确地读取生命体征。不会衡量什么是容易的，而是会衡量哪些是有用的。不会寻求医疗用途来测量，而是会进行有医学意义的测量。

硬件设置             

当智能手机成为医疗行业的重要工具时，将在物联网生态系统中发挥更大的作用。一个目标是根据国际标准化组织（ISO）的标准，在没有任何个人校准的情况下，快速方便地测量血压。LMD的V型传感器可以将关键信息传递给从未测量过、也不知道自己血压的人。在临床环境之外更好地监测血压可以为更有效地预防和治疗高血压带来质的进步。             

温度是另一个经常测量的参数。智能手机上的传感器将能够在医疗和各种工业环境中执行所需的功能。脉搏率、呼吸频率和血氧水平是其参数。共同代表了一种强大的诊断工具，可以与其传感器结合起来监测广泛的心血管疾病。             

The physics behind the measurements

测量背后的物理原理             

技术正在改变健康产业，特别是通过对人在家里、闲暇时甚至工作时的连续监测，记录白天发生的事件。据新兴技术的支持者称，持续监测生物医学参数将鼓励人采取和维持健康行为，以促进健康和预防疾病。             

LMD提供的解决方案使用创新的传感器技术来测量血压、温度和脉搏，甚至执行ECG功能，记录心脏的电活动。血压测量采用Riva-Rocci程序。血压是由心脏泵出的血液施加在分配血液到体内的动脉壁上的压力。动脉中的血压可以直接测量，方法是将一根小导管（导管）插入动脉，并将其连接到测量装置（压力传感器）上。实际上，只有在特殊情况下才会发生这种情况，比如在手术过程中。

带V传感器的智能手机             

另一方面，普通的血压测量是间接进行的，使用能够从外部以无创方式评估血压的特殊设备。在这些设备中，迄今为止最精确和最常用的是一个多世纪前里瓦罗奇设计的。由一个橡胶手镯组成，手镯的一端连接一个小型手动泵，另一端连接到水银柱压力计。由于该仪器配备了一个装有水银的玻璃柱，并带有一个以毫米为单位显示距离的仪表，因此报告最大和最小血压值的测量单位是毫米汞柱（mmHg）。             

同时，体温传统上是在1835年首次使用红外前额扫描和环境条件来测量的。心电信息可以从放在两手之间的传感器获得。最后，传统的脉搏率、血氧饱和度（SpO2）和呼吸频率的测量都是基于1972年开始使用的现有技术的脉搏血氧饱和度传感器。呼吸频率由心率和幅度调制（呼吸窦性心律失常）得出。             

Leman Micro Devices SA的创始人兼董事克里斯·埃利奥特（Chris Elliott）说：“将成熟成熟的科学与现代技术相结合。“这给用户和医生提供了理解并知道可以信赖的医疗级设备的便利性的测量方法。             

埃利奥特还说：“例如，测量血压的方法与戴在手臂上的袖带完全一样，但通过使用指尖，通过让使用者更用力或更软的按压，而不是使用沉重而昂贵的泵和袖带，使血压更容易、更小、更便宜。”。解释说，高血压是一种没有症状的“无声杀手”，因此在每一部手机上安装一个无袖口、无需校准的血压计，可以挽救每年死于高血压的900万人中的许多人的生命。

The technology

LMD技术由V传感器硬件模块和e-Checkup软件算法组成，用于指导用户分析数据，并在服务器上提供诊断支持来存储数据。FDA/IIA和所有IIA/IIA类医疗器械的隐私要求和所有相关的CFDA/II类法规都符合。             

V型传感器有一个压力传感器嵌入柔软平坦的环氧树脂中，该树脂压在指尖上。LED和光电二极管构成了一个传统的脉搏血氧计，照亮指尖。热电堆测量热辐射来估计体温。由LMD设计的专用集成电路控制led；从光电二极管、压力传感器和热电堆捕获和数字化数据；并与移动电话处理器通信。             

V型传感器可以集成到智能手机的背面，并且可以弯曲以适应指尖。符合人体工程学的用户体验。要测量血压，用户只需将手机自然握在手中，V型传感器上的食指凹陷在手机背面，拇指放在前屏幕上。e-Checkup应用程序会引导用户通过更硬或更软的按键来玩显示屏。测量大约需要一分钟。不需要外部设备；支持电子检查的智能手机提供了完整的解决方案。             

该应用程序是手机操作系统和LMD V传感器之间的接口。负责所有的处理，包括第一次使用时从LMD的数据库中获取V传感器的特征。血压准确度在iso81060-2的范围内，其主要标准是平均误差<5mmhg和<8mm标准差。所有测量可在任何地点、任何时间、不超过60秒的时间内按照屏幕上的说明进行，无需特殊附件或事先校准。             

这个传感器（一个安装在智能手机背面的15毫米长的小装置）不仅可以测量血压，而且根据LMD的说法，还可以精确测量体温、血氧饱和度（肺功能的测量）、心率和呼吸速度。             

LMD的研究和开发表明，将V型传感器数据与手机中的加速计数据相结合，可以找到心脏功能的时间：左心室排出时间（LVET）、主动脉瓣和二尖瓣的时间，以及许多其时间。进一步的测量可能会结合来自手机摄像头的图像。             

一位健康经济学家利用经验数据建立了一个马尔可夫模型来估计购买一部测量血压的手机对健康的影响。指出，平均而言，一个年轻的用户将获得大约6个月的寿命，而一个年长的用户将获得大约3个月的寿命。