WiFi远程访问项目是如何运作的？

Photo： Ivonne MejiaIEEE Member Farid Farahmand holds InSee， an auxiliary device that attaches to an incentive spirometer and monitors patients‘ breathing therapy.

该装置由索诺马州立大学开发，与肺活量计相连以改善肺功能。

在严重的COVID-19病例中，病毒会引起呼吸窘迫，使患者呼吸困难。据美国肺脏协会（American Lung Association）表示，深呼吸、肺疗法等治疗方法，可以帮助预防严重的肺部并发症。

美国加州罗纳特公园索诺马州立大学的一个研究实验室，利用先进的互联网技术已经开发出了InSee，一种附加在激励性肺活量计上的辅助设备。激励性肺活量计是一种医疗设备，通过测量患者吸入和呼气时的空气量来帮助患者改善肺部功能。InSee还可以提醒患者使用肺活量计，监测他们的使用频率，并记录他们的表现。

IEEE会员Farid Farahmand是该实验室的主任，该实验室为教育、环境和医疗问题开发基于互联网的技术解决方案。

The Institute向Farahmand询问了InSee的情况。为了清楚起见，我们（作者，以下简称我）对这次采访进行了编辑和精简。

你想解决什么问题？

COVID-19患者通常需要卧床休息，这限制了他们的日常活动，并常常导致最小限度的肺扩张。这可能导致严重肺炎、急性呼吸窘迫综合征和机械通气，可能导致患者死亡。

激励性肺活量测定是术后护理的标准做法，已被证明有助于改善患者的肺功能，但其主要缺点是患者的依从性。医疗保健者培训患者如何使用该设备，但他们无法监控患者的进展情况。

你使用了什么技术？

InSee使用了一个红外传感器，它可以监测肺活量计内部气缸的运动［编者注：气缸内有一个活塞，活塞的运动测量吸入的空气量］。利用飞行时间计算，气缸的运动被转换为潮气量（Tidal volume，是指平静呼吸时每次吸入或呼出的气量），潮气量是每次呼吸时移动的空气量，是呼吸功能的关键标志。

该设备收集的数据存储在计算机上，并通过WiFi远程访问。

解释一下你的项目是如何运作的吧。

使用InSee，医生在使用前为患者设定一个目标潮气量。当患者坐直时，将［激励性肺活量计］的喉管放进嘴里，并紧闭嘴唇。他慢慢地呼气，尽可能深地吸气。病人必须用嘴呼吸，否则这个装置就不能工作了。

［激励性肺活量计包含两个腔室。位于患者第一个呼吸中心的装置测量呼吸量。当病人吸气时，活塞沿着一个编号的网格移动，标记出空气的体积。第一个腔室旁边的第二个腔室测量患者的呼吸速度。

当患者使用该设备时，InSee测量潮气量并确定患者未能达到目标潮气量的次数。它还可以确定患者能够达到的最大潮气量以及患者达到特定潮气量所用的时间。

使用红色闪烁灯，InSee会自动提醒患者按照医生设定的频率使用设备。关闭光的唯一方法是使用肺活量计并达到目标潮气量。

你面临过哪些挑战？你是如何克服这些挑战的？

打造这个设备很有挑战性。有各种各样的一次性激励肺活量计可用于医疗设施。我们设计了InSee，以适应医院最常用的设备，如Vytaire Medical AirLife容积激励肺活量计。这使得InSee可以轻松方便地安装各种低成本一次性激励肺活量计，而无需任何修改。

这项技术的潜在影响是什么？

通过在现有的激励性肺活量计上增加InSee，医院将能够记录、监测和评估患者的呼吸训练，并在InSee检测到活动量低时提醒和鼓励患者使用该设备。

这也将最大限度地减少患者和提供者之间的接触，降低冠状病毒传播的风险。

你离最终产品还有多远？

我们在四月份获得了美国专利，希望很快能获得资金，这样我们就可以建造200个单位并开始临床试验。试验将在休斯顿的HCA海湾海岸医院和休斯顿卫理公会医院进行，等待机构审查委员会的批准。
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