Бесконтактный радар контролирует жизненно важные показатели пациентов удаленно⁠⁠

Израильская лаборатория разрабатывает систему, которая отслеживает жизненные показатели нескольких пациентов одновременно, без проводов и не подвергая медицинский персонал воздействию патогенов.

В начале пандемии COVID профессор Института Вейцмана Йонина Эльдар выступила с необычным призывом.

Лауреат Премии Израиля призвала врачей со всего Израиля присоединиться к ней в режиме онлайн для мозгового штурма, чтобы определить наиболее насущные потребности перегруженной системы здравоохранения.

«В разгар кризиса в области здравоохранения я чувствовала разочарование от того, что могла просто сидеть сложа руки и ничего не делать», — вспоминает она.

Одной из проблем, поднятых в ходе этой сессии, был риск распространения коронавирусной инфекции при физическом контакте во время наблюдения за пациентами больницы.

«Решение этой проблемы хорошо вписывалось в мои исследовательские интересы», — говорит Эльдар. «Меня давно беспокоило, что в плане технологических инноваций мир здравоохранения сильно отстает от таких областей, как коммуникации или развлечения».

Почему, задавалась она вопросом, мы можем совершать звонки или играть в компьютерные игры без помощи рук, но врачи по-прежнему обычно используют физический стетоскоп для осмотра пациента, как и столетие назад?

Во время пандемии Эльдар только что присоединилась к отделу компьютерных наук и прикладной математики Института Вейцмана, где в ее лаборатории разрабатывались инновационные технологии обработки сигналов и информации в различных областях, включая медицину.

Она и ее команда решили разработать совершенно новую технологию для удаленной проверки здоровья с помощью радара.

Подробнее об инновациях

Радар для определения состояния здоровья

Радиолокационные системы часто используются в военных целях, например, для обнаружения самолетов или кораблей. Но они также имеют гражданское применение.

Например, в автомобильной промышленности радар используется для обнаружения и отслеживания объектов путем излучения электромагнитных волн и интерпретации изменений, происходящих в этих волнах при их отражении после столкновения с объектом.

Ранее Эльдар работала с радарами в рамках проектов по созданию автономных автомобилей и оборонных приложений.

«Радарные устройства небольшие, недорогие и удобные, и они излучают волны, безопасные для человека. Их использовали, например, для подсчета количества людей в комнате или для того, чтобы убедиться, что в машине не оставлен ни один ребенок. Поэтому я подумала: почему бы не применить радар для дистанционного мониторинга пациентов?»

СИСТЕМА БРАМС

После пяти лет разработок лаборатория Йонины Эльдар представила BRAHMS — систему биорадиолокационного мониторинга здоровья.

BRAHMS непрерывно отслеживает показатели жизнедеятельности на расстоянии, отслеживая едва заметные движения грудной клетки и интерпретируя их с помощью сложного алгоритма, разработанного командой Эльдара.

В настоящее время система может измерять частоту сердечных сокращений (пульс) и частоту дыхания, а также функцию легких. В будущем она может быть также оснащена для измерения артериального давления и характера дыхания, что может помочь обнаружить апноэ во сне.

BRAHMS может надежно контролировать нескольких людей одновременно, даже в шумных, многолюдных местах. Он идентифицирует всех людей в комнате, измеряет их жизненные показатели без контакта и отправляет измерения на монитор. Медицинский персонал автоматически оповещается, если обнаруживается тревожное изменение.

Частотный спектр миллиметровых волн (ммВ), используемый в радиолокационной системе BRAHMS, достаточно чувствителен для обнаружения смещения в несколько миллиметров, что позволяет отслеживать даже незначительные движения грудной клетки спящего младенца даже через одежду или постельное белье.

Типичный максимальный радиус действия предлагаемой системы в помещениях, например, домах или больничных палатах, составляет девять метров (29,5 футов).

Отделения интенсивной терапии, отделения неотложной помощи и многое другое

Элдар говорит, что как только BRAHMS будет разработан для коммерческого использования, компактную модель можно будет установить в отделениях неотложной помощи или интенсивной терапии, послеоперационных отделениях или домах престарелых. Система также подойдет для пациентов детского возраста, которые не любят подключаться к устройствам.

Элдар отмечает, что помимо снижения риска распространения инфекций, бесконтактное радиолокационное зондирование устранит дискомфорт для пациента и проблемы, связанные с запутыванием или отсоединением проводов.

Фактически, по оценкам, около 40 процентов пациентов отделений интенсивной терапии испытывают раздражение кожи, смещение проводов или другие осложнения, связанные с прикроватными устройствами мониторинга.

Технология BRAHMS была создана с использованием подхода системной инженерии — сочетания инженерии, математики и физики волнового движения.

В состав группы разработчиков вошли аспирант Йонатан Эдер, который руководил исследованием, эксперт по разработке алгоритмов Люда Нисневич, инженеры Шломи Савариего и Моше Намер, а также клинический менеджер доктор Ади Вегерхофф.

Эльдар, возглавляющая Центр биомедицинской инженерии и обработки сигналов имени Маньи Игель , получает поддержку своих исследований от Института Швейцарского общества исследований профилактики рака и Фонда клинических прорывов посредством научного сотрудничества Института им. д-ра Жильбера С. Оменна и Марты А. Дарлинг при больнице имени Вейцмана имени Шнайдера.

Перевод с английского

ИСТОЧНИК