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声学背心 | 可持续记录肺部的噪声 21dB声学人

发布时间:2022-08-05 发布人:音频应用

患有严重呼吸道或肺部疾病的患者需要强化治疗,并且他们的肺功能需要持续监测。作为Pneumo.Vest项目的一部分,Fraunhofer的研究人员开发了一种技术,该技术使用带有集成声学传感器的纺织背心记录肺部的噪声。然后使用软件转换和直观地显示信号。通过这种方式,重症监护病房以外的患者仍然可以连续监测其肺部情况。

患有严重呼吸道或肺部疾病的患者需要强化治疗,并且他们的肺功能需要持续监测。作为Pneumo.Vest项目的一部分,Fraunhofer的研究人员开发了一种技术,该技术使用带有集成声学传感器的纺织背心记录肺部的噪声。然后使用软件转换和直观地显示信号。通过这种方式,重症监护病房以外的患者仍然可以连续监测其肺部情况。




200多年来,听诊器一直是医生的标准工具。现在,听诊器得到了一些帮助。作为Pneumo.Vest项目的一部分,Fraunhofer陶瓷技术与系统研究所(Fraunhofer Institute for Ceramic Technologies and Systems,IKTS)的研究人员开放了一种带有内置声学传感器的纺织背心,它提供了传统听诊器的高性能替代品。背心的前部和后部都配备了压电陶瓷声学传感器,可以检测胸部肺部发出的任何声音,无论多么微小。


 


软件程序记录信号并以电子方式放大它们,可以在显示器上直观地描绘肺部情况。该软件可以精确定位数据的位置,因为它知道每个传感器的确切位置。这会生成每个肺段通气状态的精确听觉和光学图像。




它的独特之处在于,无需医院工作人员即可随时进行检查,因为系统会永久捕获并保留数据。因此,可以同时使用一系列传感器,而不是仅使用听诊器在各个位置手动进行听诊。




机器学习算法有助于诊断




除了声学传感器,软件也是背心的核心。它负责存储,描述和分析数据。医生可以使用它来查看显示器上肺部特定区域的声学事件。在数字信号处理中使用算法可以对声学信号进行有针对性的评估。例如,可以过滤掉心跳或放大特征频率范围,使肺部声音(如沙沙声或喘息声)更容易听到。




最重要的是,Fraunhofer IKTS的研究人员正在开发机器学习算法。将来,这些将能够对胸部的复杂环境噪声进行构造和分类。然后,由肺科医生进行最终评估和诊断。




帮助患者从ICU出院




患者也可以从数字传感器替代品中受益。当穿着背心时,患者在恢复过程中不需要进行持续的医疗监督。他们可以转移到普通病房,甚至可能被送回家,可以自由移动。尽管如此,还是要持续监测肺部,任何突然的恶化都可以立即向医务人员报告。




马格德堡大学(University of Magdeburg)麻醉学和强化治疗大学诊所的工作人员进行的首批测试表明,这一概念在实践中是成功的。“医生们的反馈非常积极。声学传感器、可视化和机器学习算法的结合将能够可靠地区分一系列不同的肺部声音。




该技术最初是为呼吸系统患者设计的,但它也适用于护理机构和睡眠实验室,也可以用来培训年轻医生的听诊。




对临床级可穿戴设备的需求增加




每年,德国有385,000呼吸或肺部疾病患者需要住院治疗。超过60%的患者使用呼吸机的时间超过24小时。这个数字没有考虑到最近由新冠引起的呼吸道患者激增。




2Xf2E6aEU7n685eHEbXGYHrmWn2y7a62UWBrtZzodVdD IKT的技术可以减轻医院,尤其是昂贵的ICU的压力。




这种临床级可穿戴设备的市场正在迅速增长。紧凑型医疗设备可以直接戴在身上,以测量心跳,血氧饱和度,呼吸频率或皮肤温度等生命体征。




项目经理Ralf Schallert说道:“Pneumo.Vest并不是想让听诊器变得多余也不会取代经验丰富的肺科医生。然而,肺部的听诊甚至CT扫描只在检查时呈现出一个快照。我们的技术提供了附加值,这是因为它允许对肺部进行持续监测。”




信息源于:news-medical





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