可穿戴設(shè)備對(duì)于我們已經(jīng)不陌生，大多數(shù)人購(gòu)買可穿戴設(shè)備是為了運(yùn)動(dòng)、健身，智能手表、智能手環(huán)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)我們的身體狀況，以達(dá)到更好地提升身體素質(zhì)的效果。但在未來(lái)，醫(yī)用可穿戴設(shè)備的價(jià)值或?qū)⒊^(guò)健身類可穿戴設(shè)備，而其中不得不說(shuō)的則是那些藏在設(shè)備里發(fā)揮著巨大作用的傳感器。

可穿戴器械上需要的五種醫(yī)療傳感器

大多數(shù)現(xiàn)有的醫(yī)療器械都針對(duì)具體疾病的診斷或治療，而設(shè)計(jì)的健康保健用設(shè)備向你提供的則是一般信息，這些信息有助于你關(guān)注各種健康問(wèn)題，但關(guān)注的內(nèi)容只有幾個(gè)，例如活動(dòng)程度、睡眠和心率。

如果我們把兩種理念結(jié)合起來(lái)，構(gòu)想一個(gè)總的健康平臺(tái)，它可以既收集在醫(yī)學(xué)上相關(guān)的可用于多種目的的多種多樣維持生命的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，又可以同樣方式監(jiān)測(cè)全面健康狀況。

讓我們看一下，只是將少數(shù)現(xiàn)有的傳感器集中到一起即可診斷和監(jiān)測(cè)影響大多數(shù)人的疾病的清單。

如同任何一個(gè)好的項(xiàng)目的開始，讓我們停下來(lái)想一想，我們需要的一個(gè)完整的健康監(jiān)測(cè)平臺(tái)要完成些什么任務(wù)。首先，我們列一張表，顯示最常見的疾病和它們的癥狀。（表I）

表I.常見疾病一覽表，這些疾病是可能通過(guò)無(wú)創(chuàng)可穿戴設(shè)備診斷的。

接下來(lái)，讓我們合計(jì)和列出上述疾病的所有癥狀表，指出我們需要檢測(cè)這些癥狀和對(duì)它們進(jìn)行量化的傳感器的名稱。

表II.表I中所有疾病癥狀以及傳感器一覽表，這些傳感器可用于檢測(cè)和量化癥狀。

*注：情緒波動(dòng)有它自己的癥狀：生命體征的改變，這里沒(méi)有列出。

用下述五種傳感器，我們至少可以診斷那些常見疾病中的13種病。

六軸加速度計(jì)；

血壓監(jiān)測(cè)儀；

心率/氧飽和度監(jiān)測(cè)儀；

呼吸監(jiān)測(cè)儀；

皮膚濕度傳感器；

現(xiàn)在讓我們返回去。用那些將疾病癥狀轉(zhuǎn)化為數(shù)量讀數(shù)的傳感器，我們能測(cè)量出第一個(gè)表中丟失的哪些內(nèi)容？表III顯示了一些健康狀態(tài)連同它們相應(yīng)的癥狀。

新型傳感器助力醫(yī)療可穿戴設(shè)備

1、醫(yī)療級(jí)的小型肌電傳感器

作為一家以傳感器研發(fā)應(yīng)用的科技公司，傳感器的質(zhì)量決定公司的發(fā)展。傳感器最大的作用就是采集數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性已經(jīng)成為眾多創(chuàng)新醫(yī)療傳感器真正進(jìn)入醫(yī)療市場(chǎng)的主要障礙，作為醫(yī)療健康數(shù)據(jù)的入口，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度是醫(yī)療傳感器最大的應(yīng)用價(jià)值。醫(yī)療傳感器數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度主要取決于傳感器本身特性、傳感器測(cè)量方法和位置、背后的算法三個(gè)因素。

上海丞電自主研發(fā)的肌電傳感器是一種電荷傳感器，具有采樣率高，抗干擾能力強(qiáng)，濾波效果好的特點(diǎn)。其核心算法可以將采集到的有效肌電數(shù)據(jù)通過(guò)濾波轉(zhuǎn)化為清晰波形，然后通過(guò)處理波形應(yīng)用到康復(fù)、健身、VR\AR等領(lǐng)域，目前已經(jīng)通過(guò)國(guó)家二類醫(yī)療器械質(zhì)量檢測(cè)。

2、日本研發(fā)膏藥式腦電波醫(yī)療傳感器

日本大阪大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)于2016年8月17日宣布，他們成功研發(fā)出如同“降溫貼”一般，可以貼在額頭上使用的膏藥式腦電波傳感器，能夠幫助人們實(shí)時(shí)觀察大腦狀態(tài)。

實(shí)驗(yàn)證實(shí)，這款膏藥式腦電波傳感器能夠?qū)λ咧械哪X電波進(jìn)行無(wú)線測(cè)量，精確水平與大型醫(yī)療設(shè)備基本持平。它不僅能夠檢測(cè)出深度睡眠期常見的δ波（頻率范圍0.5-2Hz），而且對(duì)人體的負(fù)擔(dān)非常小。

膏藥式腦電波傳感器讓使用者可以在家中自己進(jìn)行大腦活動(dòng)檢測(cè)，輕松確認(rèn)自己和家人的睡眠品質(zhì)。每天進(jìn)行檢測(cè)還有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)包括老年癡呆癥在內(nèi)的大腦疾病的初期癥狀。此外，該機(jī)器還能夠應(yīng)用到各種領(lǐng)域，比如讓家長(zhǎng)通過(guò)觀察孩子的注意力集中程度判斷其對(duì)不同學(xué)習(xí)科目的喜好；監(jiān)測(cè)司機(jī)大腦狀態(tài)，在其身體突然不適時(shí)切換成自動(dòng)駕駛模式等。

3、微型聲學(xué)傳感器

近日美國(guó)科羅拉多大學(xué)Boulder分校和西北大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種可穿戴式微型聲學(xué)傳感器，主要用于監(jiān)聽人體心跳和其他健康指標(biāo)。

此次研發(fā)的微型聲學(xué)傳感器的重量?jī)H為0.01盎司（約為0.28克），整體包裹在表皮電子中。表皮電子能使傳感器更柔軟輕薄，貼合人體皮膚，近兩年被可穿戴醫(yī)用設(shè)備廣泛使用。傳感器貼于人體皮膚后通過(guò)“監(jiān)聽”皮膚、組織和人體血液流動(dòng)記錄人類在呼吸、移動(dòng)和睡覺(jué)時(shí)內(nèi)部器官產(chǎn)生的聲音和低頻震動(dòng)，追蹤監(jiān)測(cè)心臟和肺方面的疾病。

此次研發(fā)的傳感器除了能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)心電圖（ECG）數(shù)據(jù)外，還可以跟蹤監(jiān)測(cè)人體植入性機(jī)械設(shè)備，比如心臟泵的運(yùn)作情況。研究團(tuán)隊(duì)已在美國(guó)一家私人心臟病專科診所開展測(cè)試，下一步研究方向?qū)⒅攸c(diǎn)放在數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、有效性和產(chǎn)品的安全性上，該詳細(xì)資料發(fā)表于最新出版的《科學(xué)進(jìn)步》雜志中。

4、新型可穿戴醫(yī)療設(shè)備Ariis

Ariis是國(guó)外一款新型模塊化運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)器，適用于專業(yè)的運(yùn)動(dòng)和健身愛(ài)好者。作為一款新型可穿戴裝置，它是一款沒(méi)有功能限制的模塊化運(yùn)動(dòng)傳感器，采用了陀螺儀等多種不同的傳感器設(shè)計(jì)，而且可通過(guò)開源的用戶界面，將數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線的方式同步到智能手機(jī)中。

通過(guò)佩戴Ariis，用戶可以獲取任何自己想要的數(shù)據(jù)。而Ariis的傳感器可以測(cè)量包括使用者的跳躍高度、抬腿幅度及發(fā)力等多項(xiàng)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。

例如，棒球運(yùn)動(dòng)員在投球時(shí)需要了解腿部的發(fā)力狀況，或在進(jìn)行力量訓(xùn)練時(shí)，想知道自己的受力點(diǎn)。這時(shí)，Ariis就能夠通過(guò)不同的模塊化傳感器更換，來(lái)獲取更多詳細(xì)的數(shù)據(jù)。

近年來(lái)可穿戴醫(yī)療設(shè)備呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。現(xiàn)階段市場(chǎng)發(fā)展重心已從記錄運(yùn)動(dòng)卡路里轉(zhuǎn)向監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，未來(lái)有望邁入疾病治療領(lǐng)域。眾所周知，全球人口老齡化現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，老年人口占比大和醫(yī)療之間的供需缺口也將推動(dòng)可穿戴醫(yī)療設(shè)備需求不斷提升。那么，傳感器的“用武之地”也將更加廣泛。

更多資訊請(qǐng)關(guān)注傳感器頻道

（本文由中國(guó)傳動(dòng)網(wǎng)整理發(fā)布，部分資料來(lái)源于Medtec、科技世界網(wǎng)、動(dòng)脈網(wǎng)、中關(guān)村在線、傳感器專家網(wǎng)）