전 세계적으로 약 64만 건의 심부전 사례가 있습니다. 미국심장협회(American Heart Association)에 따르면 미국의 성인 6.2만 명이 심부전을 앓고 있으며 그 수는 8년까지 2030만 명으로 증가할 것으로 추산됩니다. 심부전은 심장의 구조적 이상을 특징으로 하는 진행성 임상 증후군입니다. 신체의 요구 사항을 충족시키기에 충분한 혈액을 펌핑할 수 없습니다.

현재 사용할 수 있는 두 가지 심부전 모니터링 시스템이 있습니다. 그러나 피부 아래에 외과적으로 이식하기 때문에 비용이 많이 들고 위험합니다. 또한 심부전 환자의 약 절반은 이식형 장치가 필요하지 않거나 이러한 장치가 제공하는 흉부(목과 복부 사이 영역) 모니터링에 적합하지 않습니다. XNUMX시간 내내 심부전 진행을 모니터링하기 위한 비침습적 솔루션이 절실히 필요합니다.

FAU의 Christine E. Lynn College of Nursing과 협력하여 Florida Atlantic University의 공학 및 컴퓨터 과학 대학의 연구원들은 실시간으로 심부전과 관련된 모든 생리적 매개변수를 지속적으로 모니터링할 수 있는 새로운 웨어러블 장치의 프로토타입을 개발했습니다.

이 기술은 흉부 임피던스, 심전도(ECG), 심박수 및 동작 활동 감지를 모니터링하기 위해 허리에 편리하게 착용하는 경량 벨트에 내장된 센서를 기반으로 합니다. 시스템은 이러한 매개변수를 감지하기 위해 서로 다른 센서를 사용합니다. 흉부 임피던스는 심부전 진행을 모니터링하는 중요한 생체 신호입니다. 마찬가지로 ECG는 심혈관 질환을 진단하고 예측하는 데 필수적인 생체 신호입니다. ECG는 현장 진료용으로 적합하지 않은 Holter 모니터를 사용하여 심장을 통해 전기 신호를 측정합니다.

연구를 들면, 출판 과학 보고서, 연구원들은 앉기, 서기, 눕기, 걷기 등 다양한 조건에서 웨어러블 장치를 테스트했습니다. 각 조건에 대해 각 센서에 대한 결과를 순차적으로 얻었습니다. 선택한 생리적 매개변수는 심부전 증상을 결정하는 데 중요합니다.

결과는 모든 센서가 모든 다른 조건에 대한 변화를 추적하고 있음을 보여주었습니다. 위치 센서는 다양한 조건에서 위치 변화를 정확하게 강조했으며 장치 착용자의 다양한 상태를 식별하는 데 사용할 수 있습니다. 또한 심박수 센서는 지속적으로 심박수를 추적합니다. 중요한 것은 장치가 흉부 임피던스의 미세한 변화를 올바르게 강조 표시했다는 것입니다.

대부분의 ECG 모니터와 마찬가지로 웨어러블 장치의 ECG 센서는 특히 걷는 동안 움직임에 매우 민감했습니다. 그러나 ECG 센서는 걷는 동안에도 좌심실 비대를 나타내는 중요한 지표인 R-피크(QRS 콤플렉스의 간격)와 함께 QRS 콤플렉스(심장 심실을 통해 퍼지는 전기 충격)를 유지했습니다. 주요 심장 펌핑 챔버의 심근 섬유 크기 증가.

벨트 모듈에 통합된 모든 센서는 환자의 일상 활동에 영향을 주지 않고 장기간 쉽게 착용할 수 있습니다. 중요한 것은 심부전 증상을 실시간으로 지속적으로 모니터링하면 환자와 의료 서비스 제공자에게 환자의 건강 저하를 알릴 수 있다는 것입니다. 결과적으로 의료 제공자는 환자 입원을 피하기 위해 약물에 개입할 수 있습니다.”

Waseem Asghar, Ph.D., FAU 전기 공학 및 컴퓨터 과학과 수석 저자 겸 부교수

연구원들은 그들의 기술이 증가된 특이성과 높은 민감도로 심부전에 대한 더 높은 예측 값을 가질 것으로 기대합니다.

심부전 환자 1명 중 약 4명은 퇴원 후 30일 이내에 재입원하며 약 절반은 XNUMX개월 이내에 재입원합니다. 우리가 개발한 프로토타입과 같은 의료용 웨어러블 장치는 착용자에게도 안전하고 편리한 비용 효율적인 방식으로 병원 재입원을 줄일 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.”

Mary Ann Leavitt, Ph.D., 공동 저자이자 FAU의 Christine E. Lynn College of Nursing 조교수

연구 결과를 기반으로 연구원들은 현재 테스트 세트에서 심부전을 예측하는 알고리즘을 개발하기 위해 다양한 주제 세트에 대해 모듈을 테스트하고 있습니다.

"심부전을 모니터링하는 이 웨어러블 장치는 미국에서 가장 빠르게 성장하는 심혈관 질환에 중요한 사회적 영향을 미치는 Dr. Asghar의 Micro and Nanotechnology Lab in Medicine의 주요 프로젝트입니다." 연구 조교 및 Ph.D. FAU의 전기 공학 및 컴퓨터 과학과 학생. "우리는 더 나은 관리, 진단 및 예후를 위해 모든 심부전 환자가 사용할 수 있는 비침습적 솔루션을 개발하고 있으며 대중에게 도움이 될 것입니다."

연구 공동 저자는 Imadeldin Mahgoub, Ph.D., Tecore 교수입니다. 그리고 FAU의 전기 공학 및 컴퓨터 과학과 부교수인 Sarah E. Du, Ph.D.

이 연구는 FAU의 센싱 및 임베디드 네트워크 시스템 엔지니어링 연구소(I-SENSE)와 FAU의 공학 및 컴퓨터 과학 대학의 지원을 받았습니다.

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• 출처: https://www.news-medical.net/news/20221212/Novel-wearable-device-can-monitor-physiological-parameters-associated-with-heart-failure-in-real-time.aspx