전장에서 부상당한 군인의 생명을 구하기위한 혈액 손실의 조기 탐지는 올 가을 WPI (슬롯 사이트)에서 시작될 3 년간의 연구 및 개발 프로젝트의 목표입니다. 미 육군의 190 만 달러 보조금으로 자금을 지원받은이 연구는 매사추세츠 대학교 (University of Massachusetts Medical School)와 협력하여 수행 될 것입니다.
이 프로젝트는 슬롯 사이트의 생물 의학 공학과 교수 및 책임자 인 Ki Chon과 생의학 공학 부교수 인 Yitzhak Mendelson 박사가 주도 할 것입니다. 슬롯 사이트 팀은 군인들이 전투에 착용 할 수있는 소형 무선 센서를 개발할 것입니다. 또한 해당 센서의 신호를 처리하는 데 필요한 수학 알고리즘을 생성하여 출혈을 감지하는 새로운 방법을 포함하여 7 개의 생리 학적 매개 변수를 동시에 측정합니다. 신체에 착용 된 센서 외에도 슬롯 사이트 팀은 스마트 폰에 동일한 모니터링 기능을 배치하여 육군 의료진이 휴대용 진단 도구로 사용할 수 있습니다. 웨어러블 센서와 스마트 폰 기술은 의과 대학에서 M.D., 응급 의학 조교수가 감독 한 외상 환자에 대한 관찰 연구에서 평가 될 것입니다.
"우리는 군인들이 전장에서 안전하고 살아있는 최상의 기술을 갖추게 할 책임이 있습니다." "이 경쟁이 치열한 연방 보조금상은 슬롯 사이트에서 우리의 무장 서비스에서 남성과 여성을 보호하기위한 혁신적인 기술을 개발하기 위해 슬롯 사이트에서 수행 된 획기적인 연구에 대한 인식입니다. 또한 UMASS 의과 대학은 프로그램에서 중요한 역할을하고 있습니다.이 프로그램에서 중요한 역할을하는 것은 매사추세츠 주 대학들 사이에서 중요한 증거가되므로 종종 중요한 진보로 이어집니다.".
새로운 프로젝트에서 Chon의 실험실은 신호 처리 및 스마트 폰에서 사용하기위한 기술을 조정하는 데 중점을 둘 것이며 Mendelson의 팀은 웨어러블 센서 장치 개발을 이끌 것입니다. 팀은 과거에 협력했으며 다른 응용 프로그램을위한 센서 시스템 및 신호 처리 알고리즘을 개발했습니다. Chon은“이것은 야심 찬 프로젝트이며, 우리는 미군이 우리의 제안에서 장점을 보게 된 것을 기쁘게 생각합니다.
개발 될 모니터링 시스템은 빛을 사용하여 활력 징후를 측정합니다. 작은 센서는 피부를 통해 적외선과 가시 빛을 비추고 펄스 동맥 혈액에 의해 다른 빛의 빛이 어떻게 흡수되는지 감지합니다. 일련의 알고리즘은 스펙트럼의 미묘한 변화를 광범위한 생리 학적 매개 변수와 관련시킵니다. 스마트 폰 플랫폼에서 내장 비디오 카메라는 조명을 제공하고 반사를 기록합니다. 그것은 혈액 산소 수준을 측정하기 위해 환자의 손가락에 클립하는 현재 친숙한 장치 인 맥박 산소 측정기에 사용되는 것과 동일한 기본 기술입니다. 그러나 Chon과 Mendelson의 접근 방식은 기술을 훨씬 더 정교한 수준으로 끌어 올립니다.
초기 작업에서 Chon과 Mendelson은 심박수, 심장 리듬, 호흡 속도, 피부 관류 및 혈액 산소 포화도를 성공적으로 측정 한 무선 센서 하드웨어 및 신호 처리 알고리즘을 개발했습니다. 혈액을 기증하는 건강한 환자에 대한 초기 개념 증명 연구에 따르면 최근 가벼운 센서 시스템은 Chon이 개발 한 알고리즘을 사용하여 신체의 혈액량 감소의 초기 징후를 감지 할 수 있습니다. 팀은 동일한 알고리즘이 혈액 손실로 고통받지 않는 환자의 탈수를 감지 할 수 있다고 추측합니다.
육군 프로그램을 통해 슬롯 사이트 팀은 센서의 크기, 내구성 및 정확성을 최적화하기 위해 하드웨어, 소프트웨어 및 알고리즘 개발을 계속할 것입니다. 또한 신체에 센서를 배치 할 수있는 가장 좋은 위치를 평가하고 여러 센서를 사용하여 다양한 시스템 구성을 테스트하여 신체의 다른 부분에서 동시에 생리 학적 신호를 분석합니다. 센서에는 또한 신체 움직임과 자세를 측정하기위한 내장 된 가속도계와 의료진이 병사의 건강을 모니터링하고 필요에 따라 응급 원조에 반응 할 수있는 무선 링크가 포함됩니다..
전장 조건을위한 센서 개발의 가장 큰 과제 중 하나는 군인들이 움직이는 동안 정확한 측정을 유지하는 것입니다. 모션 아티팩트 오염, 신체 움직임으로 인한 간섭은 측정되는 신호의 품질을 저하시키고 잘못된 판독 값으로 이어집니다. 멘델슨은“이것은 사소한 문제가 아니기 때문에 우리의 전략 이이 소음을 극복하기 위해 노력하기를 바랍니다. "정보가 일관되게 정확하고 신뢰할 수 있음을 증명할 수 없다면 의료 및 외상 의사는 장치를 신뢰하거나 사용하지 않을 것입니다.".
프로젝트 2 년째부터 슬롯 사이트에서 개발 된 프로토 타입은 UMASS Memorial Medical Center의 응급실에서 외상 환자의 활력 징후를 모니터링하고 혈액 손실을 감지하는 데 사용됩니다. 심각하게 부상당한 환자, 일반적으로 사고 피해자는 의료 센터의 생명 기간 헬리콥터로 운송되면서 모니터링됩니다. 다른 환자들은 웨어러블 센서와 스마트 폰 애플리케이션을 사용하여 구급차에 의해 센터의 응급실에 도착하면 모니터링됩니다. 또한 UMMS Clinical Team은 스마트 폰에 포함될 의사 결정 지원 도구를 개발하는 데 도움이됩니다. 모니터링 시스템이 현장에 배치되면 해당 도구는 활력 징후가 측정되고 치료를 안내하기위한 정보와 함께 의료진 또는 첫 번째 응답자에게 응답합니다.
"이것은 매우 흥미로운 프로그램이며 슬롯 사이트 팀과 함께 일할 수있어서 기쁘다"고 Darling 박사는 말했다. "우리가 보는 대다수의 외상 피해자는 출혈의 눈에 띄는 징후가없는 무딘 포스 부상을 입었습니다. 그래서 우리는 항상 내부 출혈에 대해 걱정하고 있으며, 일반적으로 내부 출혈이 무슨 일이 일어나고 있는지 확인하기 위해 CT 스캔을 주문합니다. 내부 출혈을위한 초기 감지 시스템은 도움이 될 것이며, 분명히 현장에서 첫 번째 응답자에게 매우 중요합니다.".
DR. McManus는 UMMS Clinical Research 팀은 현장에서 외상 환자를 모니터링하고 응급실과 치료가 지시되는 수술 또는 집중 치료를 통해 그들을 따라갈 수있는 야심 찬 연구를 설계했다고 말했다. 새로운 슬롯 사이트 시스템은이 개발 단계에서 의학적 결정을 내리는 데 사용되지 않습니다. 자격을 갖춘 외상 환자가 진단 및 치료를 받으면 연구 코디네이터는 프로토 타입을 사용하여 환자를 모니터링하고 데이터를 캡처합니다. 그런 다음 해당 센서 데이터를 분석하고 임상 데이터와 관련하여 외상 팀이 기록하고 혈액 손실의 실제 범위를 결정하는 데 사용했습니다..
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