Přenosný fyziologický monitor pro znevýhodněné regiony
Navrhli a postavili jsme kompaktní, USB-napájené zdravotní monitorovací zařízení, které integruje senzory EKG, tělesné teploty, síly stisku ruky a SpO₂ (saturace kyslíku) do jediné přenosné platformy. Vyvinuto specificky pro komunity s omezeným přístupem ke zdravotnické infrastruktuře, zařízení funguje na standardním USB napájení — odstraňuje závislost na stabilní síťové elektřině — a provozuje embedded diagnostické algoritmy, které poskytují okamžité, použitelné zdravotní vhledy bez nutnosti specializovaného medicínského vzdělání nebo externího vybavení.
Kategorie:
MedicínaOdvětví:
Medical Devices / Global HealthKlient:
NGO / Development PartnerRok:
2022Výzva
V mnoha rozvojových regionech zůstává přístup k základnímu diagnostickému vybavení a vyškolenému lékařskému personálu silně omezený. Konvenční klinické nástroje jsou drahé, energeticky náročné a vyžadují centralizovaná zařízení. Pacienti v odlehlých nebo znevýhodněných oblastech často nemají přístup k EKG ani SpO₂ monitoringu — což vede ke zpožděné diagnóze, neléčeným stavům a preventabilnímu zhoršení zdraví. Výzvou bylo navrhnout multiparametrický fyziologický monitor, který je cenově dostupný, odolný, snadno nasaditelný v terénu a schopný spolehlivého provozu pouze ze zdroje USB.
Naše řešení
Vyvinuli jsme nízkonákladové embedded zařízení postavené kolem nízkopříkonového STM32 mikrokontroléru s integrovaným analogovým front-endem pro snímání EKG a SpO₂, senzorem síly stisku a přesným teplotním senzorem. Kompaktní vlastní PCB konsoliduje všechny signálové cesty a přitom udržuje zařízení v kapesní velikosti. Firmware implementuje real-time kondicionování signálu (FIR filtraci, odstranění bloudění základní linie), on-device odhad SpO₂ pomocí fotopletyzmografie a posouzení kvality EKG — to vše bez cloudové konektivity. Modulární senzorová architektura umožňuje budoucí rozšiřování parametrů a jednoduchá zpětná vazba uživateli (LED indikátory nebo malý displej) činí výsledky srozumitelnými i pro nelékařské uživatele. Terénní validace potvrdila konzistentní přesnost měření ve srovnání s referenčními medicínskými přístroji za různých environmentálních podmínek.
Klíčové funkce
- Čtyřparametrický monitoring: Současné snímání EKG, tělesné teploty, síly stisku ruky a SpO₂ v jediném, kompaktním zařízení — žádná potřeba samostatných přístrojů.
- USB-napájený provoz: Běží zcela na napájení USB sběrnice, eliminuje komplexitu správy baterií a zajišťuje použitelnost v oblastech s nestabilní nebo chybějící síťovou elektřinou.
- On-device diagnostické algoritmy: Embedded firmware provádí real-time filtraci signálu, výpočet SpO₂ a posouzení kvality EKG — dodává okamžité zdravotní vhledy bez závislosti na cloudu.
- Přesnost validovaná v terénu: Měření validována proti standardním medicínským referenčním přístrojům, což potvrzuje klinicky relevantní kvalitu signálu v reálných podmínkách nasazení.
- Kompaktní a uživatelsky přívětivé: Vlastní rozvržení PCB v přenosném form faktoru; navrženo k použití bez specializovaného lékařského školení, což umožňuje komunitním zdravotním pracovníkům jeho sebevědomé používání.
Technologie
- STM32
- ECG AFE
- MAX30102 SpO₂
- Grip Force Sensor
- USB
- C
- FIR Filtering
- Embedded DSP
- Custom PCB
Výsledky
Terénní testování potvrdilo stabilní provoz a konzistentní měření napříč různými prostředími. Zařízení prokazuje, že klinicky relevantní multiparametrický fyziologický monitoring lze učinit dostupným i cenově dosažitelným — přinášet zásadní zdravotní diagnostiku komunitám, které ji nejvíce potřebují, a představuje konkrétní krok směrem ke zdravotní rovnosti skrze embedded inženýrství.
Prodiskutovat podobný projekt