Juhtmevaba ultrahelimonitor on treeninguks valmis – Physics World

USA teadlased on konstrueerinud ultrahelianduri, mis edastab teavet juhtmevabalt ja mida saab mugavalt nahal kanda, ületades varasemate seadmete kaks suurt puudust. Arendatud Muyang Lin, Sheng Xu ja kolleegid California San Diego ülikoolist (UCSD) võiks uut andurit kasutada tõsiste südame-veresoonkonna haigustega patsientide jälgimiseks, samuti aidata sportlastel oma treeninguid jälgida.

Ultraheli muundurid edastavad kõrgsageduslikke helilaineid kehasse, seejärel tuvastavad erineva tiheduse ja akustiliste omadustega kudedelt peegelduvad lained. Viimastel aastakümnetel on sondi ja vooluahela konstruktsioonide täiustused koos paremate algoritmidega ultrahelisignaalide töötlemiseks loonud andurid, mis sobivad inimese nahavoltidega. See on võimaldanud seadmetel ultraheli signaale pidevalt mõõta, mis on eriti kasulik veenide ja arterite pulseerimise jälgimisel.

Xu labori teadlastel oli varem välja töötatud kantavad ultraheli sondid mis võiks jälgida mitmeid sügavate kudede füsioloogilisi parameetreid, sealhulgas vererõhku, verevoolu ja isegi südame pildistamist. Sellest hoolimata oli tehnoloogial mõningaid puudusi. "Need kantavad sondid on kõik ühendatud mahuka masinaga toite- ja andmete kogumiseks ning nihkuvad suhtelises asendis inimese liikumise ajal, mistõttu nad kaotavad sihtmärkide jälgi," selgitab Lin, UCSD nanotehnoloogia doktorant ja uuringu juhtiv autor. paber sisse Looduse biotehnoloogia seadmes.

Nende vigade tõttu võivad varasemad pidevad ultraheliandurid kandja liikuvust tõsiselt takistada. Neid vajasid ka kandjate liikumisel sagedased ümberseadistamised.

Ultraheli sidumata

Nende probleemide lahendamiseks töötas UCSD meeskond välja uue seadme, mis põhineb miniatuursel ja paindlikul juhtahelal, mis liidestub paljude anduritega. See seade kogub ultraheli signaale, kuid ei töötle neid otse. Selle asemel edastab see need juhtmevabalt arvutisse või nutitelefoni, mis töötleb neid masinõppe abil.

"Me töötasime välja algoritmi signaali automaatseks analüüsimiseks ja kanali valimiseks, millel on liikuva sihtkoe jaoks parim signaal, " selgitab Lin. "Seetõttu on sihtkoe signaalid pidevad, isegi inimese liikumise ajal."

Teadlased testisid seda võimalust, kasutades seadet inimese unearteri asukoha jälgimiseks, jälgides samal ajal vere pulseerimist. See arter varustab verega pead ja kaela, nii et nad õpetasid algoritmi ära tundma subjekti pea erinevatest liikumistest põhjustatud nihkeid.

Kuigi meeskond treenis algoritmi ainult ühe teema kohta, võimaldas täiendav kohanemisalgoritm uutel kandjatel kasutada andurit minimaalse ümberõppega. Pärast treenimist suudab seade tuvastada ultraheli signaale unearteri pulsatsioonist kuni 164 mm sügavusel naha all, isegi kui kasutaja tegi trenni.

Mitmeotstarbeline monitor

Xu ja kolleegid kavatsesid algselt testida anduri võimeid vererõhumõõtjana. Oma katsete käigus avastasid nad aga, et see võib jälgida ka muid olulisi parameetreid, sealhulgas arterite jäikust, südame poolt väljapumbatava vere mahtu ja kandja poolt väljahingatavast õhuhulka.

Kantav ultraheliandur tagab pideva südamekuvamise

Lõppkokkuvõttes ennustavad teadlased, et nende disain võib avada laialdased võimalused pidevaks ultraheli jälgimiseks. "Kasutades kantavat ultrahelitehnoloogiat, saame patsiendi lahti ühendada mahukatest masinatest ja automatiseerida ultraheliuuringuid, " ütleb Lin. "Süvakoe füsioloogiat saab jälgida liikumisel, mis pakub enneolematuid võimalusi meditsiiniliseks ultraheliuuringuks ja treeningfüsioloogiaks."

Lin ütleb, et need võimalused võivad südame-veresoonkonna haigustega patsientide elu muuta. "Riskipopulatsioonide puhul on südamepuudulikkuse tunnusteks vererõhu ja südame väljundi ebanormaalsed väärtused puhkeolekus või treeningu ajal," selgitab ta. Kuid rakendused ei lõpe sellega. "Terve elanikkonna jaoks saab meie seade mõõta kardiovaskulaarseid reaktsioone treeningule reaalajas. Seega võib see anda ülevaate iga inimese tegelikust treeningu intensiivsusest, mis võib suunata isikupärastatud treeningkavade koostamist.

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• EVM Finance. Detsentraliseeritud rahanduse ühtne liides. Juurdepääs siia.
• Quantum Media Group. IR/PR võimendatud. Juurdepääs siia.
• PlatoAiStream. Web3 andmete luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://physicsworld.com/a/wireless-ultrasound-monitor-is-ready-for-a-workout/