Разработка носимого ремня со встроенными датчиками для измерения множества физиологических параметров, связанных с сердечной недостаточностью

Sep 22, 2023

Том 12 научных отчетов, номер статьи: 20264 (2022) Цитировать эту статью

3040 Доступов

187 Альтметрика

Подробности о метриках

Сердечная недостаточность – хроническое заболевание, симптомы которого возникают из-за недостаточного сердечного выброса. Этим можно лучше управлять с помощью непрерывного мониторинга в реальном времени. В прошлом предпринимались некоторые усилия по лечению сердечной недостаточности. Большинство этих усилий было основано на одном параметре, например, грудном импедансе или частоте сердечных сокращений. Здесь мы сообщаем о носимом устройстве, которое может обеспечить мониторинг множества физиологических параметров, связанных с сердечной недостаточностью. Он основан на одновременном измерении нескольких параметров, включая грудной импеданс, частоту сердечных сокращений, электрокардиограмму и двигательную активность. Эти параметры измеряются с помощью различных датчиков, встроенных в носимый ремень, для их непрерывного мониторинга в реальном времени. Носимое медицинское устройство было протестировано в различных условиях, включая сидение, стояние, лежание и ходьбу. Результаты показывают, что заявленное носимое устройство отслеживает вышеупомянутые параметры в любых условиях.

Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) представляют собой группу заболеваний сердца и кровеносных сосудов, таких как инфаркт миокарда, широко известный как сердечный приступ, сердечная недостаточность, ревмокардит и заболевание легочных артерий1,2. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), сердечно-сосудистые заболевания являются основной причиной смертности: по оценкам, в мире погибло 17,9 миллиона человек1. Сердечная недостаточность (СН) является критическим сердечно-сосудистым заболеванием, которое, по оценкам, составляет 64,34 миллиона случаев во всем мире3. СН — это прогрессирующий клинический синдром, характеризующийся структурной аномалией сердца, при которой сердце неспособно перекачивать достаточное количество крови для удовлетворения потребностей организма. Из-за отсутствия кровоснабжения в легких скапливается жидкость, что затрудняет оксигенацию4,5,6. Различают два типа СН: систолическую СН со сниженной фракцией выброса (СНнФВ) и диастолическую СН с сохраненной недостаточностью выброса (СНсФВ). Общие причины HFrEF включают кардиомиопатию, заболевание сердечной мышцы, нелеченное высокое кровяное давление, дефекты сердечных клапанов и ишемическую болезнь сердца. Распространенной причиной СНсФВ является гипертрофия левого желудочка (ГЛЖ), состояние, при котором левый желудочек сердца утолщается и его камера не может в достаточной степени заполнить адекватный сердечный выброс7,8,9. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC), в 2018 году зарегистрировано 379 800 смертей, а 13,4% общей смертности в США приходится на СН2. Более того, по данным Американской кардиологической ассоциации, в настоящее время в США 6,2 миллиона взрослых имеют диагноз СН, и, по оценкам, к 2030 году это число увеличится до 8 миллионов. очень дорого. По данным CDC, в 2012 году на лечение СН в США было потрачено в среднем 30,7 миллиардов долларов2. Это финансовое бремя связано с нисходящей траекторией СН, которая на более поздних стадиях приводит к повторной госпитализации. Из-за этого плохого диагноза 17–45% смертей происходят в течение одного года после первичной госпитализации, а 45–60% смертей происходят в течение пяти лет11.

Непрерывный мониторинг симптомов СН в режиме реального времени может предупредить пациентов и поставщиков медицинских услуг о декомпенсации пациентов. Затем поставщик может вмешаться с помощью лекарств, чтобы избежать госпитализации пациента. Накопление жидкости в легких отражается снижением грудного импеданса. Общие симптомы СН связаны с перегрузкой жидкостью и включают усталость, увеличение веса и ощущение одышки7,8. Эти симптомы можно отслеживать на предмет прогрессирования СН. В настоящее время существует два имплантируемых устройства для мониторинга симптомов СН: имплантируемый кардиовертер-дефибриллятор (ИКД) и монитор легочной артерии CardioMEMS™8,12,13,14.

Пациентам с СНнФВ рекомендуется устанавливать ИКД, поскольку у них более высока вероятность развития летальных сердечных аритмий. ИКД также измеряет торакальный импеданс и может предупреждать врачей об уменьшении торакального импеданса, указывая на увеличение жидкости в легких15. Его хирургическим путем имплантируют под кожу, он обнаруживает летальные аритмии и восстанавливает нормальный сердечный ритм с помощью электрошока. ИКД выполняют дополнительную функцию кардиостимулятора, ускоряя слишком медленное сердцебиение16. ИКД требует инвазивной хирургической процедуры при первоначальной имплантации и при необходимости замены батареи, обычно в течение 3–7 лет17. Любая операция сопряжена с риском, и процедура также является дорогостоящей. По данным регистра МКБ, хирургическая замена стоит примерно 37 000 долларов США18. Более того, электромагнитные поля могут нарушить работу ИКД, и риск увеличивается с увеличением близости19,20,21,22,23. Важно отметить, что ИКД рекомендуются только пациентам с СНнФВ; у 50% пациентов с HFpEF24 нет устройств для мониторинга.