創(chuàng)新醫(yī)療保健 看人體傳感器如何消除痛感(一)
歐姆龍健康醫(yī)療于2012年5月推出的“歐姆龍睡眠儀HSL-101”稱得上是非接觸測(cè)量人體信息的領(lǐng)軍產(chǎn)品。睡覺(jué)時(shí),只需將該產(chǎn)品設(shè)置在人體周圍 1.5m內(nèi)的床邊即可測(cè)量呼吸等,從而判斷睡眠狀態(tài)。其原理是,向睡著的人的胸部等部位照射10.5GHz的電波,通過(guò)反射波和入射波的相位差檢測(cè)呼吸等。該產(chǎn)品采用了愛(ài)爾蘭風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)BiancaMed的技術(shù)。
此前在測(cè)量睡眠狀態(tài)時(shí),采用的方法有多導(dǎo)睡眠圖檢查(PSG檢查)等,但這些方法需要把電極等貼在身體各處,十分麻煩。歐姆龍健康醫(yī)療學(xué)術(shù)技術(shù)部技術(shù)探索組主任堤正和表示,“PSG檢查會(huì)讓被測(cè)者意識(shí)到自己正在處于測(cè)量之中,反而更睡不著了。我們想開拓測(cè)量自然睡眠狀態(tài)的市場(chǎng)”。HSL-101上市已經(jīng)一年多,“銷售情況非常好,超出了當(dāng)初的目標(biāo)。注重健康的40多歲和50多歲的男性用戶比預(yù)想的要多”。這是利用非接觸的特點(diǎn)開拓新市場(chǎng)的一個(gè)很好的案例。
技術(shù)開發(fā)聚焦于“心跳”測(cè)量
下面介紹一下以開拓新的醫(yī)療健康市場(chǎng)為目標(biāo)推進(jìn)開發(fā)的非接觸、非侵襲地測(cè)量人體信息的技術(shù)。不過(guò),人體信息的范圍很廣。從現(xiàn)在的開發(fā)事例來(lái)看,大多數(shù)產(chǎn)品的主要測(cè)量對(duì)象是心率和脈率注1)。因?yàn)橥ㄟ^(guò)心率可以看出很多問(wèn)題,心率是重要的人體信息之一。比如,可以通過(guò)心率推測(cè)心理壓力的程度和血壓等。
注1)心率是每分鐘心臟跳動(dòng)的次數(shù),脈率是手腳動(dòng)脈每分鐘跳動(dòng)的次數(shù)。健康的人的心率和脈率一致。
眾所周知,心理壓力的程度可以根據(jù)心跳間隔推測(cè)出來(lái)。心跳間隔很規(guī)則,說(shuō)明人處于放松狀態(tài),而心跳間隔越不規(guī)則,說(shuō)明壓力越大。根據(jù)這一規(guī)律,利用前面提到的富士通研究所的脈搏測(cè)量技術(shù),“只需在辦公室正常利用電腦工作,即可監(jiān)控心理壓力的狀態(tài)”,能實(shí)現(xiàn)更有意義的系統(tǒng)。
另外,前面提到的日本大學(xué)和豐田等開發(fā)的技術(shù)都是在測(cè)量脈搏后,利用脈搏數(shù)據(jù)計(jì)算血壓(圖3)。豐田是“結(jié)合脈搏的傳播時(shí)間和多種數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)了血壓推測(cè)”,而日本大學(xué)工學(xué)部教授尾股定夫表示,“我們不是通過(guò)傳播時(shí)間獲得血壓數(shù)據(jù),而是確立了可通過(guò)一個(gè)脈搏波形直接計(jì)算出血壓的算法”,雖然雙方采用的方法不同,但將脈搏數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成血壓這一點(diǎn)是相同的。
圖3:根據(jù)脈搏計(jì)算血壓
日本大學(xué)和豐田等各自開發(fā)出了根據(jù)非侵襲方式獲得的脈搏數(shù)據(jù)計(jì)算血壓的技術(shù)(a、b)。都是利用LED光獲得脈搏數(shù)據(jù)。
也就是說(shuō),只要能以非接觸、非侵襲的方式測(cè)出心跳和脈搏,就有望以非接觸、非侵襲方法掌握心理壓力情況和血壓。此前,心率一般通過(guò)心電圖(ECG,electrocardiogram)等測(cè)量。那么,為實(shí)現(xiàn)非接觸、非侵襲測(cè)量心率和脈率,現(xiàn)在正在開發(fā)哪些技術(shù)呢?根據(jù)所利用的技術(shù)的種類,主要可分成五種,分別是(1)LED、(2)圖像處理、(3)加速度傳感器、(4)電磁波、(5)光纖。下面就一一加以說(shuō)明。
評(píng)論