與位于科特布斯的勃蘭登堡大學技術學院(BTU)和大學的緩和醫學部的研究人員一起,弗里德富里亞-亞歷山大大學(FAU)的電子工程師們已經開發出一套使用雷達可靠地檢測和診斷心臟聲音的程序。在未來,移動雷達設備可以取代傳統的聽診器,并且可以使用固定的雷達設備對病人的重要功能進行永久性的無觸控監測。除了白大褂,聽診器也是世界各地醫生的標志。聽診器被用來診斷心臟和肺部產生的噪音。按照傳統的方式,身體表面的振動會傳遞到胸部的一層膜上,然后傳到使用者的鼓膜上,在鼓膜上可以聽到聲音。聲學聽診器價格相對便宜,幾十年來一直被可靠地使用,但它們有一個缺點。心雜音的診斷,如心瓣膜功能的評估,是主觀進行的,直接取決于醫生的檢查經驗。
雷達可以測量心音在由聯邦教育部和研究部資助的一個聯合項目中,美國LTE電子工程研究所的FAU研究人員已經開發出一種最終可能取代傳統心音學的方法。他們使用六端口連續波雷達系統,測量心跳引起的皮膚振動。
LTE博士研究生克里斯托弗?威爾(Christoph Will)解釋道:“原則上,我們正在使用類似的方法來檢測道路交通的速度。”在這個過程中,雷達波瞄準物體表面并反射。如果物體移動,反射波的相位就會改變。這是用來計算力量和頻率的運動——在我們的例子中是胸部。“與用于交通監測的雷達系統不同,生物醫學雷達系統可以檢測到運動的變化,這些變化可以測量幾微米,這是診斷哪怕是最小的異常(如機能不全、狹窄或心臟瓣膜不能正常閉合)的重要先決條件。”與現有的測量方法一樣可靠最初的試驗非常成功。測試患者在不同的活動狀態下進行檢查,比如在休息時和運動后,檢測他們的心音。通過數字聽診器和心電圖儀(ECG)與雷達系統和傳統標準儀器的直接比較,顯示出很高的相關性。
史基林(Kilin Shi)是LTE的一名博士生。他說,舉例來說,在診斷S1時,我們與心電圖的相關性達到了92%。S1是第一種心音。在與數字聽診器的直接比較中,這種相關性為83%。這絕對是可靠的。研究人員說,這種微小的偏差是由于使用雷達系統和參考系統的測量不能同時在身體的同一位置進行。此外,雷達系統測量的是一個表面積,而不是像聽診器一樣的一個點,這也是測量值變化的原因。無接觸和客觀FAU的研究人員樂觀地認為,在不久的將來,移動雷達系統可以取代傳統的聽診器來診斷心臟功能。
雷達提供的一個重要優勢是,這些值是數字記錄的,因此在診斷異常或疾病時,不允許越來越多的人為錯誤被排除在主觀因素之外。使用生物醫學雷達系統進行自動預防性檢查,例如在醫生的候診室、工作場所或家中,也是可行的。
研究人員已經在進行另一個項目,利用不間斷的固定雷達系統,在沒有干擾電纜的情況下,監測重病患者的重要功能。FAU醫學主任、該研究報告的作者之一克里斯托弗?奧斯特加特(Christoph Ostgathe)教授解釋說:“對心臟聲音等關鍵參數的無觸摸測量和無壓力測量,有可能給臨床護理和研究帶來革命性的變化,比如在姑息醫學領域。”“例如,我們可以在臨終階段的一開始就更快地通知臨終病人的親屬,因為雷達系統能立即檢測到病人健康狀況的任何變化。”也有可能在無法交流的病人身上發現任何疼痛的癥狀。
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原文標題:固定雷達系統代替聽診器,實現無接觸檢測
文章出處:【微信號:MEMSensor,微信公眾號:MEMS】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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