传感器可以让智能手机测量生命体征

近 120 年来，只有一种准确、非侵入性的血压测量方法不需要不断重新校准：Riva-Rocci 技术，该技术由 Scipione Riva-Rocci 于 1896 年设计，并使用物理压力，通常采用充气袖带的形式。 LMD 表示，它已经开发出 Riva-Rocci 技术的一种变体，该技术利用 LMD 提出的可以轻松直接内置到智能手机中的传感器。

LMD 的技术可用于测量一个人的舒张压和收缩压，并通过其 V 传感器测量其他重要的医疗参数。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，还有以临床精度读取生命体征的标准化医疗解决方案。他们将衡量有用的东西，而不是衡量容易的东西。他们不会为可测量的东西寻求医疗用途，而是进行具有医学意义的测量。

硬件设置（图片：Leman Micro Devices）

当智能手机成为医疗领域的重要工具时，它在物联网生态系统中的地位将更加重要。一个目标是根据 ISO 标准快速轻松地测量血压，无需任何个人校准。 LMD 的 V-Sensor 从字面上将关键信息提供给从未测量过，也不知道自己血压的人。在临床环境之外更好的血压监测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执行医疗目的以及各种工业环境所需的功能。脉搏率、呼吸率和血氧水平是其他参数。它们共同构成了一种强大的诊断工具，可以与其他传感器结合使用，以监测各种心血管疾病。

测量背后的物理原理

技术正在改变健康产业，特别是通过在家中、闲暇时间甚至工作中持续监控人们，记录白天发生的事件。新兴技术的支持者认为，对生物医学参数的持续监测将鼓励人们采取和维持健康的行为，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。血压测量使用 Riva-Rocci 程序。血压是由心脏泵出的血液施加在分配体内血液的动脉壁上的压力。通过将小管（导管）插入动脉本身并将其连接到测量装置（压力传感器），可以直接测量动脉中的血压。在实践中，这种情况只发生在特殊情况下，例如在手术过程中。

带有 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，使用能够以非侵入性方式从外部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 Riva-Rocci 一个多世纪前设计的设备。它由一个橡胶手镯组成，一侧连接到小型手动泵，另一侧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，并带有一个以毫米表示距离的量规，因此报告最高和最低血压值的测量单位是毫米汞柱（mmHg）。

与此同时，传统上使用红外线额头扫描在环境条件下测量体温，如在 1835 年首次使用。ECG 信息可以从置于双手之间的换能器获得。最后，脉搏率、血氧 (SpO2) 和呼吸率的传统测量均基于采用成熟技术的成熟脉搏血氧传感器，自 1972 年以来一直在使用。呼吸率源自心率和幅度调制（呼吸性窦性心律不齐）。

“我们将成熟的科学与现代技术相结合，”Leman Micro Devices SA 创始人兼董事 Chris Elliott 说。 “这为用户和他们的医生提供了他们理解并知道他们可以始终信赖医疗级设备的便利性的测量结果。

“例如，我们使用与手臂上的袖带完全相同的科学来测量血压，但我们通过使用指尖并让用户更用力或更轻柔地按压而不是使用沉重和昂贵的泵和袖带，“埃利奥特补充道。他解释说，高血压（hypertension）是没有任何症状的“无声杀手”，因此在每部手机中安装一个无袖带且无需校准的血压计可以挽救每年因高血压而死亡的 900 万人中的许多人的生命.

技术

LMD 的技术由其 V-Sensor 硬件模块和 e-Checkup 软件算法组成，用于指导用户和分析数据，并在服务器上进行诊断支持以存储数据。所有这三个部分都将符合所有 CE、FDA 和 CFDA 对 IIA 类/II 类医疗器械的监管要求以及所有相关的隐私法规。

V-Sensor 有一个压力传感器，嵌入柔软的扁平环氧树脂中，压在指尖上。 LED 和光电二极管组成了传统的脉搏血氧仪，可以照亮指尖。热电堆测量热辐射以估计体温。 LMD设计的专用集成电路控制LED；捕获和数字化来自光电二极管、压力传感器和热电堆的数据；并与手机处理器通信。

V-Sensor 可以集成到智能手机的背面，并弯曲以适合指尖。它提供了舒适且符合人体工程学的用户体验。要测量血压，用户只需自然握持手机，将 V 传感器上的食指嵌入手机背面，拇指放在正面屏幕上。 e-Checkup 应用程序引导用户通过更用力或更轻的按压来玩显示器。测量大约需要一分钟。无需外部设备；支持 e-Checkup 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 的 V-Sensor 之间的接口。它负责所有处理，包括首次使用时从 LMD 的数据库中获取 V-Sensor 特征。血压精度在 ISO 81060-2 范围内，主要标准是平均误差 <5 mmHg 和 <8-mm 标准偏差。只需按照屏幕上的说明进行操作，即可随时随地在 60 秒内完成所有测量，无需特殊配件或事先校准。

有问题的传感器（放置在智能手机背面的 15 毫米长的微型设备）不仅可以让您测量血压，而且根据 LMD 的说法，您还可以准确测量体温、血氧饱和度（测量肺功能）、心率和呼吸速度。

LMD 的研发表明，将 V-Sensor 数据与手机中的加速度计数据相结合，将其靠在胸前即可找到心脏功能的时序：左心室排出时间 (LVET)、主动脉瓣和二尖瓣时序，以及许多其他。进一步的测量可能会结合手机摄像头的图像。

一位健康经济学家使用经验数据开发了一个马尔可夫模型来估计购买测量血压的手机对健康的影响。他表明，平均而言，年轻用户的寿命将延长约 6 个月，而年长用户的寿命将延长约 3 个月。

>> 本文最初发表于我们的姊妹网站 EE Times Europe。