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技术融合实现医疗可穿戴设备愿景

导读: 过去一年来,我们已经在各种可穿戴设备和个人健康/健身设备上看到大量的活动了,预计未来还将出现更多。

过去一年来,我们已经在各种可穿戴设备和个人健康/健身设备上看到大量的活动了,预计未来还将出现更多。这些小型设备能够追踪脉搏与呼吸、心脏波形、血氧浓度(SpO2)等等。

技术融合实现医疗可穿戴设备愿景

然而,在这些有益身心的医疗和健身设备备受关注之余,可别模煳了该领域的更大视野。业界工程师、研究人员和科学家正致力于结合各种先进的传感器类型和技术,以及复杂的模拟和数字信号处理,期望为各种医疗问题提供新的见解,并以低(或无)风险的非侵入方式实现目标。根据最近的一些报导指出,近期的原型产品或测试评估阶段即透露出这种技术融合的发展态势,无论是声誉卓着的设计竞赛或大学研究,均展现其中一些设计开发的特性与复杂度。

例如,测量血压通常至关重要,并且有许多完全自动化的单元:它们为压脉带充气、释放压力、再从压脉带捕捉输出信号,然后采用信号处理算法,在收缩压和舒张压获取所需的结果——由于必须考虑到压力信号范围、信号上无法避免的非电杂讯以及其他失真,这可不是个简单的任务。此外,还得注意到连续即时测量血压而无需停止、充气和放气的挑战等,但这对持续监测是十分有帮助的。

这正是Bold Diagnostics在‘Create the Future 2016’竞赛中克服的挑战,并因此脱颖而出成为该竞赛的赢家。该公司的连续可穿戴血压计设计由于考虑到主动脉弧的解剖结构导致固有延迟的事实,因而采用差分脉冲到达时间(Differential Pulse Arrival Time;DPAT)技术,让心脏收缩产生的脉搏波在到达左臂之前先到达右臂。

到达时间的差异即为血压指标(图1)。相较于控制测量,利用这种方法据称能够在DPAT方法和传统的血压测试测试方式之间达到±5 mm Hg的强相关(图2)。

技术融合实现医疗可穿戴设备愿景

图1:DAPT利用左右手臂测量心脏脉搏到达时间的微小差异,作为压力的函数,以及血液从每一路径行进至另一路径之间不同传送距离的结果

技术融合实现医疗可穿戴设备愿景

图2:基于DPAT方法的受控测试结果显示相当接近采用标准方法的收缩和舒张读数

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