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[導(dǎo)讀]疫情疊加人口老齡化的背景下,人們對健康狀況的關(guān)注和投入不斷提升。眾所周知,生命體征數(shù)據(jù)是判斷個人健康狀況的重要依據(jù),數(shù)量繁多的生理指標(biāo)可以準(zhǔn)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(shù)據(jù),以便在居家環(huán)境中進(jìn)行健康狀態(tài)的監(jiān)測、主動預(yù)防疾病的發(fā)生,則離不開數(shù)字化技術(shù)。這也是助推健康管理智能化、實(shí)現(xiàn)健康老齡化的重要抓手。

疫情疊加人口老齡化的背景下,人們對健康狀況的關(guān)注和投入不斷提升。眾所周知,生命體征數(shù)據(jù)是判斷個人健康狀況的重要依據(jù),數(shù)量繁多的生理指標(biāo)可以準(zhǔn)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(shù)據(jù),以便在居家環(huán)境中進(jìn)行健康狀態(tài)的監(jiān)測、主動預(yù)防疾病的發(fā)生,則離不開數(shù)字化技術(shù)。這也是助推健康管理智能化、實(shí)現(xiàn)健康老齡化的重要抓手。

近年來,生命體征監(jiān)測概念逐漸深入到非醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,多種生命體征監(jiān)測產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),PPG手環(huán)、ECG等皮膚接觸式生命體征傳感設(shè)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(qiáng)烈的束縛感,特別是在進(jìn)行睡眠監(jiān)測時,穿戴捆綁的使用方式甚至?xí)淖冇脩舻乃吡?xí)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(dá)為代表的非接觸式生命體征傳感技術(shù)正逐漸走上歷史舞臺,成為數(shù)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(zhì)是心臟搏動、動脈血流動導(dǎo)致的人體表面對外壓力的微弱變化,是心臟的力學(xué)特征。其醫(yī)學(xué)價值曾經(jīng)與心電圖學(xué)(ECG)相當(dāng)。但因測量不穩(wěn)定、難度大等原因,被逐漸遺忘在實(shí)驗(yàn)室之中。但從本世紀(jì)初開始,BCG技術(shù)又成為國內(nèi)外各大研究機(jī)構(gòu)的研究熱點(diǎn),原因除了自身潛在的醫(yī)學(xué)價值和傳感器技術(shù)進(jìn)步等因素以外,BCG與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)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(jiān)測儀

BCG信號采集裝置由傳感器和一眾信號調(diào)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(jìn)行生命體征監(jiān)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(shù)的加持下,搖身一變,化身為高精尖 “生命健康監(jiān)測儀”。

科學(xué)早已證明,心臟在搏動過程中可以引起人體一系列相應(yīng)的周期性運(yùn)動、震動,而這些信號通過傳感器電路耦合后,再經(jīng)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(yùn)動、工頻噪聲的干擾。導(dǎo)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(jìn)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(diào)理電路處理、轉(zhuǎn)換和降噪的過程中,BCG信號便轉(zhuǎn)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(shù)轉(zhuǎn)換,在相關(guān)處理器的幫助下,將BCG信號的值呈現(xiàn)在顯示端,以便于后續(xù)計算處理、進(jìn)行分析評估。

基于“壓電式被動傳感技術(shù)”為核心的BCG傳感設(shè)備能精準(zhǔn)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(shù),還可實(shí)現(xiàn)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(fā)生之前對健康狀況實(shí)時監(jiān)測。

毫米波雷達(dá)磨刀霍霍

除了BCG以外,毫米波雷達(dá)也可以用作非接觸式生命體征傳感技術(shù),對人們的健康狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。毫米波雷達(dá)的工作原理是向外界發(fā)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(dá)系統(tǒng)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(dá)的精度極高,能夠偵測到亞毫米級的細(xì)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(dá)由于不會采集任何影像信息等敏感數(shù)據(jù),因此特別適合在對隱私要求較高的居家環(huán)境中使用。這種靈敏度高、非接接觸式、抗干擾性強(qiáng)、不侵犯隱私的技術(shù)路線,在居家健康監(jiān)測、智慧康養(yǎng)等市場的應(yīng)用前景十分廣闊。

安富利開發(fā)出了一款基于毫米波雷達(dá)的生命體征監(jiān)測解決方案。該解決方案可集成到床頭燈中,利用內(nèi)置的毫米波雷達(dá),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(yīng)用于嬰幼兒監(jiān)護(hù)、睡眠質(zhì)量監(jiān)測、老年人養(yǎng)老護(hù)理等場景。這款由安富利設(shè)計的生命體征監(jiān)測解決方案搭載了英飛凌的毫米波雷達(dá)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(fā)揮自身優(yōu)勢,積極投身于產(chǎn)業(yè)鏈上下游的深度合作,攜手業(yè)內(nèi)伙伴共同發(fā)力,為智慧健康醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展作出更大貢獻(xiàn)。

醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的“神經(jīng)末梢”

在醫(yī)用監(jiān)測產(chǎn)品中,各類型監(jiān)護(hù)儀比比皆是,可大型醫(yī)療設(shè)備終究有太多應(yīng)用場景無法觸達(dá),而這就為家用型生命體征傳感設(shè)備提供了充足的發(fā)展空間。而在5G、人工智能等相關(guān)技術(shù)的加持下,家用型非接觸式生命體征傳感設(shè)備有望成為醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的“神經(jīng)末梢”,補(bǔ)充完善監(jiān)測產(chǎn)品觸達(dá)的臨床場景。這將使得萬千用戶即便身處醫(yī)院之外,也可建立個性化健康模型,實(shí)現(xiàn)全生命周期的健康管理。而類似BCG設(shè)備、基于毫米波雷達(dá)的健康狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備等無感知、輕管理的終端產(chǎn)品,也勢必將在未來的智能傳感、智慧生活、智慧醫(yī)療浪潮中占據(jù)一席之地。


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