非常に高感度、薄型、順応性のある触覚センサーは、血圧を測定する次世代の消費者用ウェアラブルおよび臨床機器において重要な役割を果たすでしょう。
血圧を測定するには多くの方法がありますが、最も侵襲的な動脈内技術を除いてすべて、不正確または一貫性のない結果につながる可能性のある欠陥があります。医療従事者が使用する標準的な血圧カフでさえ、信号品質、人間の解釈におけるエラー、間接的またはアルゴリズム的解釈に依存する計算方法などの制限があります。
最新世代の薄型で適合性のある触覚センサー アレイは、脈圧波形のより正確で正確な測定を約束します。これらのセンサーは、動脈の位置と圧力の測定に役立ます。消費者向けのウェアラブルは、心拍数以上のものを測定します。
動脈圧を測定する代替の自動方法は、通常、膨張可能なカフを使用して流れを制限し、次にカフの圧力動を測定して、独自のアルゴリズムを使用して収縮期および拡張期の圧力を推定します。このような方法は、多くの場合、家庭用デバイスとしてパッケージ化されていますが、10 mmHg のオーダーで不正確になる可能性があり、肥満や不規則な脈拍をもたらす状態の患者では特に不正確です。
パルスオキシメータは、血中酸素飽和度と脈拍数を監視し、血圧も監視できます。これらのデバイスは、体内に 2 つの波長の光を通過させて、変化する吸光度情報を測定し、それを使用して血圧を推測します。
これらのオプションにはメリットがありますが、どちらのアプローチも医療機器進歩協会 (AMMI) や英国高血圧学会などの主要組織の精度と再現性の基準を満たしていません。
代わりに、脈波波形のより直接的な測定が関心を集めています。これは、高度な静電容量式触覚センシング技術を使用することで、カフなしで携帯型の非侵襲的な血圧測定を可能にするものです。
With capacitive tactile sensors, blood pressure can be measured through sophisticated arrays that map the pressure above the artery. These arrays can range from a number of discrete measurements to a large, dense array of hundreds of elements. The sensors, in direct proximity to the artery, deliver a detailed pulse waveform that is used to determine blood pressure and pulse information, including other parameters such as arterial hardening.
静電容量式触覚圧力センシングがこのタスクに適している理由の 1 つは、測定対象の極低圧を処理できることです。血圧は水銀柱ミリメートル (mmHg) で測定されます。 0.5mmHg はおよそ 0.01 psi に相当します。
さらに、触覚圧力センサーは、人体の輪郭やその他の曲面に適合するため、さまざまな柔らかく柔軟な素材に組み込むことができます。
Pressure Profile Systems (PPS) の Jae Son 博士は次のように述べています。 「センサーは圧力を直接測定しており、光学的または電気的特性によって推測しようとはしていません。」
触覚アレイ センサーを構築するために、PPS は電極を直交する重なり合うストリップとして配置します。電極が重なり合う各点で別個のコンデンサが形成されます。単一の行と列を選択的にスキャンすることにより、その位置の静電容量、つまり局所的な圧力が測定されます。このアプローチにより、PPS 触覚アレイは、 0.01 psi という低い圧力を測定しながら、最 8,192 個の統合された感知要素を特徴とすることができます。
Son 博士によると、静電容量式触覚センサーのもう 1 つの有望なアプリケーションは、動脈ラインの配置です。これは、臨床現場で行われる一般的ではあるが困難な手順です。
動脈ラインは、動脈に挿入される細いカテーテルです。集中治療医療や麻酔で血圧を継続的に監視し、血液ガス分析用のサンプルを取得するために最も一般的に使用されています。このタイプの動脈内測定は、非侵襲的な方法よりも正確です。
訓練を受けた臨床医であっても、動脈の位置を特定することは困難です。橈骨動脈の平均直径は、成人ではわずか約 2.3 mm です。脈拍が弱いと、さらに困難になる可能性があります。
このデバイスは、臨床医の人差し指と中指に装着する適合素材の PPS 触覚センサー アレイを使用しています。 PPS センサーはパルスの位置を識別し、LED と針ガイドを使用して位置を示し、針の挿入を容易にします。この装置はまた、臨床医の指を針刺し損傷から保護します。
今日、血圧モニタリングの聖杯は、スマートウォッチやフィットネス バンドなどの消費者向けウェアラブル向けです。現在、ほとんどは心拍数の測定に限定されていますが、血圧、脈拍、その他の重要な動脈測定を行うことができるリストバンドを備えた次世代デバイスをすでに開発している.