reSPIRE: 換気,心血管の動態,呼吸器官の筋肉活動のモニタリングのためのウェアラブルマルチモダルセンサーシステム

科学分野:

• バイオメディカルエンジニアリング
• 心肺生理学 心肺生理学
• ウェアラブル・テクノロジー ウェアラブル・テクノロジー

背景:

• 継続的な心肺モニタリングは,急性悪化と心肺疾患の漸進的な衰退の管理に不可欠です.
• 既存のモニタリングシステムは,しばしば不十分で,精度が欠けているか,継続的に使用するにはあまりにも不注意である.
• 総合的な心肺疾患評価のために,高度なウェアラブルソリューションが必要である.

研究 の 目的:

• マルチモダル心肺モニタリングのための新しい胸に装着されたセンシングシステムであるreSPIREを導入し,検証する.
• 呼吸器の筋肉の力,潮の量,および血液動力学的パラメータを正確に測定するシステムの能力を評価する.
• 様々な生理学的課題中に心肺の変化を追跡するシステムの有用性を実証する.

主な方法:

• reSPIREシステムには,地震心臓撮影,フォトプレチスモグラフィ,インピデンス肺撮影,心臓撮影,呼吸器メカニカミオグラフィ,電気ミオグラフィ,電気心臓撮影が統合されています.
• 検証には健康な参加者 (n=18) が参加し,コントロールされた呼吸操作,インスピレーション/エクスピレーションの負荷,静止サイクリングを行いました.
• データ分析は,ウェアラブルから派生した指標と確立された生理学的測定値との相関関係,および相特有の信号分析に焦点を当てた.

主要な成果:

• ウェアラブルから派生した呼吸器の筋肉力とインスピレーションによる口圧 (ρ=0.87,r_rm=0.76) の間には強い相関関係が見られた.
• 呼吸器メカニカミオグラフィとエレクトロミオグラフィの相特有の有意な差異が検出され,インピデンス肺撮影 (R2=0.91) から潮量を正確に推定しました.
• 心拍数,出血前期,インピデンス心臓図の振幅の継続的な追跡は,運動と回復の間に達成されました.

結論:

• reSPIREシステムのマルチモダルセンサー融合は,主要な心肺マーカーの正確なモニタリングを可能にします.
• この技術は,心肺の健康に関するウェアラブルベースのモニタリング能力を向上させます.
• reSPIREは,心肺疾患の理解と管理のための研究におけるその応用をサポートしています.