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戰場或災難緊急救援,很需要即時生命量測和監控。

戰場或災難緊急救援,很需要即時生命量測和監控。Credit: The U.S. Army@Flickr CC BY 2.0

急難救助需求

前陣子尼泊爾大地震,救災工作到現今都在進行,近幾年全世界的大型災難,現場宛若戰場,傷患無數。而救災工作中,一項最困難的事情,就是能夠即時量測患者的生命訊號,像是血壓、體溫、心跳等,以快速掌握患者的狀況。這些工作在不緊急的時候,醫療人員可以一個接一個對患者量測,然而,如果是在緊急災難現場,一陣混亂,每位患者的狀況就非常難掌握。同樣狀況也可見在急診室,如果傷患過多,現場專業人手不足,就可能錯失即時救援的機會。

生命訊號量測小盒

美國陸軍為因應戰爭和戰後士兵的醫療需求,發展了很多科技產品,現在我們大家每天在使用的網路,也是出自美國軍方的發明。而為了能夠即時量測生命訊號、掌握救援現場的需求,近來發表了一款僅小火柴盒大小,具備電腦螢幕顯示,連結一個指套的裝置,名稱為「代償儲備指數裝置」(Compensatory Reserve Index , CRI),專門為戰場上的急救與量測生命訊號而設計。當指套套上患者手指,可立即顯示以下的生命訊號,體溫、心跳、呼吸速率和血壓。救護人員可以很快的給傷患戴上這個裝置,傷患的生命訊號可以很快顯示出來,然後救護人員會有一個類似中央監控的小平板螢幕,上面會即時顯示所有傷患的生命訊號,如此,便不需要對每一個傷患一一監測數據,從中央監控螢幕就可以快速掌握。這個CRI裝置,目前是經由藍牙設備來傳遞訊號,然而,研發人員表示,在真實的使用環境,藍牙傳輸資料有安全性的疑慮,所以還需要開發更具安全性的無線資料傳輸方法。

中央監控即時提供備援

這個CRI產品的開發,最重要的是嵌入在晶片中的「機器學習演算法」(machine-learning algorithm)。這個演算法利用「光體積變化信號」(photoplethysmography, PPG)擷取出患者個生命訊號。也就是說,應用一種非侵入式的光學方法來偵測微血管的血液量。例如:當心臟收縮和舒張時(推出血液到動脈v.s血液回流到心臟),血液流入手指的流量體積也會相應產生週期性變化,而血液體積不同,其「光線吸收率」也會隨之不同,光線感測器便藉由這個特性測得心臟作用時的波形。如果患者正處於失血狀態,波形就會改變,演算法即可分析波形改變的速率和形狀,以此來預估患者可能失血過多導致生命危險的時間。這樣在中央監控端,就可以即時備援醫療用品。此外,這個產品原設計於戰場使用,所以要相當的堅固才行,像是「掉落測試」等攜帶式產品的測試都需要顧及,也必須符合相關的軍用規範。

生醫人網摘 觀點

這項商品目前看來,指套和小火柴盒的螢幕顯示器不是一體化設計,而是各自獨立,經由一條電線連結。是不是有可能開發成無電線連結的一體化設計,指套的部份做得如同一個戒檯,而小火柴盒螢幕顯示器,可以做成其上的戒指,整體像一個大一點的戒指,而戒檯和戒指可以組合。或是乾脆搭上現在正火熱的智慧手錶,CRI指套的設計可以進行商品化,而小火柴盒的部份,則嵌入於智慧型手錶中。繼智慧手機延伸出的一系列生醫產品,這個CRI的概念,可能是智慧手錶的延伸產品嗎?

從應用面看來很一般的設計,可是非常有用的發明,怎麼說呢?這種產品除了設計為士兵的必要裝備,民間救災現場也可以使用,醫院的急診室、病房,長期照護中心也都有很大的應用空間。

文章參考:US Army
圖片來源:The U.S. Army@Flickr  CC BY 2.0


作者簡介

BioMeder

生醫人網摘的編輯。熱愛創新和用腦袋的事物,堅持文章一定要有邏輯性,藉由追蹤報導生醫領域的創新和應用來傳播知識。