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研究人员开发了一种集成的、可穿戴的系统，可以监测用户的环境、心率和其他物理属性，目的是预测和预防哮喘发作。研究人员计划今年夏天开始在更大的受试者群体中测试该系统。
该系统被称为健康和环境跟踪器(HET)，由一套新的传感器设备组成，由北卡罗来纳州立大学的美国国家科学基金会纳米系统工程研究中心集成传感器和技术先进自供电系统(ASSIST)的研究人员开发。
根据疾病控制和预防中心，哮喘影响超过2400万人在美国。哮喘患者目前依靠吸入器来缓解症状，其中包括经常使人衰弱的哮喘发作。
“我们的目标是设计一个可穿戴系统，可以跟踪研究对象的健康状况，特别是提供预测哮喘发作的基础设施，这样用户就可以采取措施，通过改变他们的活动或环境来预防他们，”Alper Bozkurt说。他是一篇描述这项工作的论文的主要研究者，也是NC州立大学电气和计算机工程的助理教授。
该论文的主要作者、北卡罗莱纳大学教堂山分校联合生物医学工程项目博士生詹姆斯·迪芬德弗说:“防止袭击可能很简单，只要走进室内或从日常锻炼中休息一下就行了。”
HET系统集成了许多新颖的传感设备，这些设备被整合到腕带和附着在胸部的贴片中。
这种贴片包括传感器，可以跟踪病人的运动、心率、呼吸频率、血液中的含氧量、皮肤阻抗和肺部的喘息．
这款腕带主要关注环境因素，监测空气中的挥发性有机化合物和臭氧，以及环境湿度和温度。腕带还包括额外的传感器，用于监测运动、心率和血液中的氧气量。
该系统还有一个非穿戴式组件:肺活量计，患者每天对着它呼吸几次，以测量肺功能。
“现在，哮喘患者被要求每天使用峰值流量计来测量肺功能，”Dieffenderfer说。“这些信息被用来告知吸入器中处方药物的剂量。
Dieffenderfer补充说:“对于HET，我们开发了一种定制的自供电肺活量计，它可以收集更准确的肺功能信息，并将数据输入系统。”
所有这些传感器的数据都通过无线传输到电脑上，然后定制软件收集并记录数据。
“这项工作的独特性不仅仅是将各种传感器集成到可穿戴设备中，”论文的合著者、北卡罗来纳州立大学电气与计算机工程教授维纳·米斯拉(Veena Misra)说。“通过使用纳米传感器技术，我们已经能够展示亚毫瓦级的功耗水平。相比之下，现有设备的功耗水平只有几百毫瓦。
“这种超低功耗很重要，因为它使设备的电池寿命更长，并将使它们与身体产生的电力兼容——这并不多，”兼任ASSIST中心主任的米斯拉说。“这为ASSIST中心在不久的将来实现由身体能量供电的可穿戴传感器的愿景提供了一条途径。”
Misra说:“我们已经在工作台和有限数量的人体实验对象上测试了该系统，以证明概念演示，并确认所有传感器都能工作，该系统能够准确地汇编数据。”“今年夏天，我们计划开始在受控环境中测试HET，让哮喘患者和对照组进行测试，以确定哪些环境和生理变量能够有效预测哮喘发作。”
“一旦我们有了这些数据，该中心就可以开始开发自动跟踪用户数据并向用户发出哮喘发作预警的软件，”Bozkurt说，他是ASSIST中心的试验台负责人，负责监督HET系统集成。该软件将允许用户将HET同步到他们的智能手机上，这样他们就可以在旅途中监控自己的健康状况。在完成这些测试和预测软件之后，我们希望能有一个功能齐全的HET系统。”
纸”,用于慢性呼吸系统疾病的环境和健康持续监测的低功耗可穿戴系统，发表在IEEE生物医学和健康信息学杂志．这篇论文由联合生物医学工程项目的亨利·古德尔和布里纳·本特共同撰写;北卡罗来纳州立大学的Steven Mills、Michael McKnight、Yao Shanshan、Lin Feiyan、Eric Beppler、Bongmook Lee、Veena Misra、Yong Zhu、Omer Oralkan、Jason Strohmaier、John Muth和Alper Bozkurt;UNC-CH的大卫·佩登博士。
这项工作是通过北卡罗来纳州立大学的ASSIST中心完成的，NSF的拨款号是EEC-1160483。这项工作也得到了国家环境健康科学研究所(拨款号为R01ES023349)和环境保护局(合作协议号为CR 83578501)的支持。
希普曼-
编辑:研究摘要如下。
用于慢性呼吸系统疾病环境与健康持续监测的低功耗穿戴式系统
作者: James Dieffenderfer, Henry Goodell, Brinnae Bent，北卡罗来纳州立大学和北卡罗来纳大学教堂山分校;Steven Mills, Michael McKnight, Shanshan Yao, Feiyan Lin, Eric Beppler, Bongmook Lee, Veena Misra, Yong Zhu, Omer Oralkan, Jason Strohmaier, John Muth, Alper Bozkurt，北卡罗来纳州立大学;北卡罗来纳大学教堂山分校的大卫·佩登(David Peden)说
发表时间:2016年5月26日IEEE生物医学和健康信息学杂志
DOI: 10.1109 / JBHI.2016.2573286
文摘:我们提出了我们的努力，使可穿戴传感器系统，允许个体环境暴露的生理和随后的不良健康反应的相关性。这一系统将有助于更好地了解臭氧水平增加和其他污染物对慢性哮喘的影响。我们讨论了现有商用现成组件的低效率，以实现连续监测，我们的系统级和纳米化努力，以提高耐磨性和功耗。我们的系统由腕带、胸片和手持式肺活量计组成。我们描述了我们的初步努力，以实现一个亚毫瓦系统，最终由从热辐射和身体运动中获得的能量提供动力，主要贡献是超低功率臭氧传感器，挥发性有机化合物传感器，肺活量计，以及在多模态传感平台中集成这些传感器和其他传感器。测量的环境参数包括环境臭氧浓度、温度和相对湿度。我们的传感器阵列还通过光容积描记术和心电图评估心率，通过光容积描记术评估呼吸频率，皮肤阻抗，三轴加速度，通过麦克风测量喘息和呼气气流。腕带、胸片和肺活量计上的传感器分别消耗0.83、0.96和0.01毫瓦。来自每个传感器的数据将持续流送到外围数据聚合设备，随后传输到专用服务器进行云存储。 Future work includes reducing the power consumption of the system-on-chip including radio to reduce the entirety of each described system in the sub-milliwatt range.
我怎么订购这个产品?我是哮喘患者。
太好了。
gilar.ir
我住在英国，我的名字是Patrick Weir，我严重失聪，(听力障碍)，我有哮喘，我不能听到自己的喘息，只有感觉，我携带和使用“VENTOLIN EVOHALER”作为喘息治疗，晚上我醒来，但不知道是否哮喘吵醒了我(不知道我是否应该使用我的治疗EVOHALER)，我只是翻回去睡觉。是否有可穿戴系统会告诉我使用我的治疗?
对于有慢性健康问题的人来说，这是朝着积极方向迈出的一大步。增加监测环境因素是很重要的。我是完全残疾的ME/CFS，希望有类似的东西。追踪挥发性化合物和环境温度以及基本的生物特征将非常有帮助。虽然这项初步技术的目标是哮喘患者，但我相信它将为帮助其他严重残疾的人铺平道路。
他们检查了所有最新需要的可穿戴设备，比如与某个地方的某人进行无线通信。但是，这看起来很复杂，可能有点小题大做。在最后的“价值分析”中，它如何与真正的患者在哮喘发作前的感觉相比较?病人对发生的生理变化是否同样敏感甚至比设备更敏感?如果是的话，为什么要麻烦呢?但是，如果这个设备的预测能力更强的话，能预测多久呢?这与临床相关吗?尤其是在某些接收站必须将信息传递给其他人，而其他人必须做出一些临床决定的情况下?那么，病人感知到自己对一个检测决策系统的依赖，而这个系统在传递重要治疗信息方面真的很慢，这真的是危险的吗?
我已经在医疗设备领域工作了几十年，我的座右铭是:“能做的事情并不意味着就应该去做。”，尤其是在指导学生项目时。
Veena Misra，看来你开发了一款世界级的产品，将帮助印度和世界其他地区的许多人。祝贺你。我是一个连续企业家，让我知道如果有任何投资计划在这个新产品，特别是印度。
您的研究对象是如何选择的?