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            1. 數字化技術深度賦能,讓智慧健康觸手可及

              2022-07-22 18:13 來源:電子產品世界 作者:

              疫情疊加人口老齡化的背景下,人們對健康狀況的關注和投入不斷提升。眾所周知,生命體征數據是判斷個人健康狀況的重要依據,數量繁多的生理指標可以準確且直接地反映出人們的健康狀況。而要采集各種生命體征數據,以便在居家環境中進行健康狀態的監測、主動預防疾病的發生,則離不開數字化技術。這也是助推健康管理智能化、實現健康老齡化的重要抓手。


              近年來,生命體征監測概念逐漸深入到非醫學領域,多種生命體征監測產品不斷涌現,PPG手環、ECG等皮膚接觸式生命體征傳感設備早已屢見不鮮??尚枰┐骼?、貼緊皮膚的使用方式卻常常給人以強烈的束縛感,特別是在進行睡眠監測時,穿戴捆綁的使用方式甚至會改變用戶的睡眠習慣,加重焦慮和不安,適得其反。也正因如此,以BCG和毫米波雷達為代表的非接觸式生命體征傳感技術正逐漸走上歷史舞臺,成為數字化健康管理的良方。


              心沖擊圖概念(Ballistocardiography,BCG)最早于1877年被提出,本質是心臟搏動、動脈血流動導致的人體表面對外壓力的微弱變化,是心臟的力學特征。其醫學價值曾經與心電圖學(ECG)相當。但因測量不穩定、難度大等原因,被逐漸遺忘在實驗室之中。但從本世紀初開始,BCG技術又成為國內外各大研究機構的研究熱點,原因除了自身潛在的醫學價值和傳感器技術進步等因素以外,BCG與物聯網技術天然契合的特性,也讓人們對它的綜合價值有了新期盼。


              萬物皆是健康監測儀
              BCG信號采集裝置由傳感器和一眾信號調理電路組成。如果將高精度傳感器“隱藏”在適配的體重秤、枕頭、床墊、桌椅中,即可在非接觸且不打擾用戶正常作息的情況下進行生命體征監測。而這些以往再尋常不過的家庭日常用品,也可以在BCG技術的加持下,搖身一變,化身為高精尖 “生命健康監測儀”。


              科學早已證明,心臟在搏動過程中可以引起人體一系列相應的周期性運動、震動,而這些信號通過傳感器電路耦合后,再經差分前置放大電路、多級放大電路、隔直電路、陷波電路、帶通濾波電路,最終可得到有價值、可供分析的BCG信號。BCG信號自身十分微弱,且易受到呼吸、身體運動、工頻噪聲的干擾。導致直接測量得到的BCG信號常常淹沒在噪聲中,無法獲得其包含的心率、呼吸等生理特征信息。為了有效識別BCG信號,還需對信號進行降噪處理,以有效還原BCG信號特征。目前常用的降噪方法為小波變換方法。在壓電傳感器和信號調理電路處理、轉換和降噪的過程中,BCG信號便轉化為毫伏級可識別的電壓信號,最后將處理好的信號由芯片完成模數轉換,在相關處理器的幫助下,將BCG信號的值呈現在顯示端,以便于后續計算處理、進行分析評估。


              基于“壓電式被動傳感技術”為核心的BCG傳感設備能精準感知人體在靜息或睡眠場景下的心臟與呼吸胸腹振動力,測量心搏間期、呼吸等重要生命體征信號。如果借助心搏間期及呼吸波動特征提取與建模技術,還可實現非接觸場景下的阻塞性、中樞性睡眠呼吸暫停事件檢測,真正做到未雨綢繆,在疾病發生之前對健康狀況實時監測。


              毫米波雷達磨刀霍霍
              除了BCG以外,毫米波雷達也可以用作非接觸式生命體征傳感技術,對人們的健康狀態進行監測。毫米波雷達的工作原理是向外界發射電磁波,其路徑中的任何物體都會將信號反射回去。通過捕獲和處理反射信號,雷達系統可以確定物體的距離、速度和角度。由于波長較短,毫米波雷達的精度極高,能夠偵測到亞毫米級的細微動作,如呼吸、心跳引起的人體微動等。更重要的是,毫米波雷達由于不會采集任何影像信息等敏感數據,因此特別適合在對隱私要求較高的居家環境中使用。這種靈敏度高、非接接觸式、抗干擾性強、不侵犯隱私的技術路線,在居家健康監測、智慧康養等市場的應用前景十分廣闊。


              安富利開發出了一款基于毫米波雷達的生命體征監測解決方案。該解決方案可集成到床頭燈中,利用內置的毫米波雷達,以非接觸式的方式檢測呼吸、心跳、打鼾等生命體征,可廣泛應用于嬰幼兒監護、睡眠質量監測、老年人養老護理等場景。這款由安富利設計的生命體征監測解決方案搭載了英飛凌的毫米波雷達以及恩智浦的微控制器等核心器件,具有高性能和低功耗的特性。未來,安富利將充分發揮自身優勢,積極投身于產業鏈上下游的深度合作,攜手業內伙伴共同發力,為智慧健康醫療事業的發展作出更大貢獻。

               

              數字化技術深度賦能,讓智慧健康觸手可及

               

              醫療物聯網的“神經末梢”
              在醫用監測產品中,各類型監護儀比比皆是,可大型醫療設備終究有太多應用場景無法觸達,而這就為家用型生命體征傳感設備提供了充足的發展空間。而在5G、人工智能等相關技術的加持下,家用型非接觸式生命體征傳感設備有望成為醫療物聯網的“神經末梢”,補充完善監測產品觸達的臨床場景。這將使得萬千用戶即便身處醫院之外,也可建立個性化健康模型,實現全生命周期的健康管理。而類似BCG設備、基于毫米波雷達的健康狀態監測設備等無感知、輕管理的終端產品,也勢必將在未來的智能傳感、智慧生活、智慧醫療浪潮中占據一席之地。

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