Recording central blood flow velocity waveform by conformal ultrasonic devices

利用适形超声装置记录中心血流速度波形

基本信息

  • 批准号:
    9924597
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 17.96万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-06-01 至 2023-02-28
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY This proposed project aims to develop a soft wearable transducer array for continuous, accurate, and non- invasive measurement of blood flow velocity waveforms. The blood flow velocity waveform can provide critical information about the major organ activities and psychiatric state changes, which would help raise patient awareness, assist preventive care, and serve as the basis for personalized medicine. Conventional measurement protocols include catheter implants, which is invasive and risky, and Doppler ultrasonography, which is heavily user-dependent and often has errors and artifacts. This research is distinct from the existing methods, because it offers several unique features. First, due to its low-profile form factors, the wearable ultrasonic device enables continuous measurement of the blood flow velocity waveform without constricting the natural movement of the subject. Second, this device has similar mechanical properties to the human skin and therefore can achieve a conformal and intimate contact with the skin, which allows accurate and stable measurements. Third, the phased array control mechanism facilitates focusing and steering the ultrasonic beam at any locations with predefined incident angles, which enhances the signal-to-noise-ratio and removes user errors for manual operations. Towards that end, by combining materials science, mechanical design, and electronics integration, we will use an iterative design of experiments to understand and optimize the performance of a single ultrasonic transducer. Then, we will develop phased array control mechanism on a wearable platform to achieve ultrasonic beam focusing and steering. After that, we will integrate the stretchable transducer array with the phased array control circuit to achieve continuous and accurate recording of blood flow velocity waveforms. The proposed research is the first of its kind to use a soft, stretchable system to diagnose and monitor deep tissues under the skin. The availability of a comfortable, non-invasive blood flow monitoring device will make a fundamental difference in how related diseases are diagnosed and treated, which will have a direct impact on the clinical practices. This wearable device will also shift the public perception of blood flow monitoring, promote preventive care, and provide unprecedented data streams for medical professionals, which will translate into significant reductions in associated mortality and healthcare costs. !
项目摘要 该拟议的项目旨在开发一个柔软的可穿戴传感器阵列,以进行连续,准确和非 - 血流速度波形的侵入性测量。血流速度波形可以提供关键 有关主要器官活动和精神病状态变化的信息,这将有助于培养患者 意识,协助预防保健,并作为个性化医学的基础。传统的 测量方案包括侵入性和风险的导管植入物以及多普勒超声检查, 这是用户依赖性的,并且经常有错误和文物。这项研究与现有的不同 方法,因为它提供了几个独特的功能。首先,由于其低调的形式,可穿戴 超声设备可以连续测量血流速度波形,而无需限制 主题的自然运动。其次,该设备具有与人皮肤相似的机械性能和 因此可以与皮肤实现保形和亲密接触,这可以准确稳定 测量。第三,分阶段的阵列控制机制有助于聚焦和转向超声波 在任何具有预定义入射角的位置的横梁,可以增强信噪比并去除。 手动操作的用户错误。为此,通过结合材料科学,机械设计和 电子集成,我们将使用实验的迭代设计来理解和优化 单个超声传感器的性能。然后,我们将在A上开发分阶段的阵列控制机制 可穿戴的平台,以实现超声波束的聚焦和转向。之后,我们将集成可拉伸的 带有分阶段阵列控制电路的换能器阵列,以实现血液的连续和准确记录 流速波形。拟议的研究是第一个使用柔软,可拉伸系统的研究 诊断和监测皮肤下的深层组织。舒适,无创的血流的可用性 监视设备将对相​​关疾病的诊断和治疗方式产生根本的影响, 这将直接影响临床实践。这种可穿戴设备也会改变公众 对血流监测的感知,促进预防性护理并为前所未有的数据流提供 医疗专业人员将转化为相关死亡率和医疗保健的大幅降低 费用。 呢

项目成果

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