在医疗领域,尤其是重症监护室(ICU)和儿童护理单元,由于护理人员的疏忽,每年都有许多患者因此丧生。尤其是在夜间,护理人员可能会放松警惕,甚至打盹,导致严重的后果。为了解决这一问题,开发了一款名为"KnowPain"的医疗监测设备。
"KnowPain"是一款集成了Arduino硬件的设备,能够读取、过滤并测量脑电信号(EEG)。这款硬件由设计,能够追踪大脑两个半球之间的常规EEG信号,并追踪EEG信号中的δ活动。如果一个人遭受疼痛(即使他在睡眠中或失去知觉),硬件设备都能追踪到。它通过USB端口与平板电脑连接。平板电脑上的用户界面(UI)持续监控来自受试者大脑的EEG信号,并进行过滤。过滤是高通滤波器,通过过滤掉低频信号(即常规EEG波)并只通过非常高的频率波(δ活动)。当受试者遭受巨大创伤或疼痛时,EEG中会出现这种高频波。
信号由运行在平板电脑上的"KnowPain"应用程序处理,一旦检测到疼痛,就会发出警报(可以是硬件蜂鸣器或语音合成声音),并且立即发送短信到指定的号码,或者可以生成并发送蓝牙消息,或者发送推送邮件。它通知医生或医疗护理人员,以便立即照顾患者。
每年,全球有超过治疗不当或缺乏治疗的患者死于医疗疏忽。在印度,医生与患者的比例非常糟糕(大约每1953名患者有1名医生)。在现实中,在村庄里,几乎每六个村庄只有一名医生(谁在乎这里的贫困患者呢?)。因此,管理医疗保健非常困难。产妇护理、儿童护理、中风或其他患者的护理在这里变得复杂。因此,"KnowPain"可能是医疗保健领域的下一个创新。
提出的硬件可以以非常低的价格(<$40)构建。因此,它可以提供给几乎所有的村庄和疗养院。用户界面可以通过不同的方式推送数据或警报,包括GSM(不要误会。几乎每个村庄都有手机和电视。)在印度,电力是一个大问题,除了少数几个州,电力供应最好也是靠上帝的恩赐。诚然,大多数疗养院都有发电机设施,但许多没有。谈到村庄,肯定没有。据了解,平板电脑应该有比笔记本电脑更好的电池备份。处理不需要非常高的CPU利用率,因为图形任务很低。过滤是在1024点FFT上实现的。没有IFFT。因此,任何时候的处理能力都是最低的。Arduino板可以使用9V电池外部供电。因此,总的来说,硬件和处理单元的功耗将是最小的。如果平板电脑有3G功能,可以从设备激活短信推送,否则任何支持蓝牙的手机都可以用作GSM调制解调器发送消息。典型的EEG采集设备非常昂贵,并且没有推送警报系统。
设备在医学上有多可靠?请记住,不是在提出一个诊断设备。提出的是一个可以识别疼痛的设备。正如在视频中看到的,当受试者捏自己时,EEG检测到了它。在预算下,不能为设备获得医疗权威认证,但它也不需要。电隔离确保没有反向电压进入身体。设计了高阻抗负载,这将有效地从头部EEG电极抽取电流到Arduino板。身体暴露量将少于0.05mA,将遵循医疗规范。因此,该设备将安全处理。是的,但要商业使用它,需要更多的硬件抛光,并且必须有一些医疗许可,如果应用程序获得接受,就可以获得。所以它将是安全的,并且将以77%的准确率检测疼痛信号(根据目前的测试)。