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可穿戴医用生物传感器的特点及应用(二)

在不久的将来,基于医用传感器的智能服装的使用很可能会像智能手机一样普及。很快,可穿戴式医用生物传感器将找到常规的临床应用。

各种可穿戴式医用传感器特点及其应用

治疗抑郁症的头盔

丹麦的研究人员设计了一种头盔,通过向大脑传输弱电脉冲,帮助重新激活抑郁症和快速恢复患者的部位。伊朗学生通讯社(ISNA)的科学服务部门报告说,这种头盔的性能不同于有争议的电惊厥治疗方法(ECT),因为在这种方法中,非常微弱的电脉冲被传递到与抑郁有关的大脑部位。电脉冲通过模仿身体的治疗机制来激活毛细血管以形成新的血管。在这种方法中,患者不会感觉到电脉冲,而在ECT中,电脉冲非常严重,以至于在某些情况下它们可能导致患者记忆丧失。来自哥本哈根大学的Steen Dissing教授表示,电脉冲影响大脑中的毛细血管,7天后大多数患者的抑郁症状消失,他们在抑郁症测试中得分更高。在丹麦和新西兰对65名抑郁症患者进行了该头盔的临床试验; 对于34名患者,每天半小时和其他人,使用这种头盔处理每天一小时的治疗。在65%的患者中,抑郁症状在1周后消失; 接受半小时治疗的患者抑郁症改善率为73%,第二组为67%。该头盔的唯一副作用是轻度恶心,在治疗结束后即可解决。


医用传感器的应用
医用传感器的应用

通过智能衣物预防褥疮

科学家设计的服装可以评估身体不同部位所需的血流量,氧气和营养素水平。这种衣服配有一组电极,可在需要时对身体的特定部位施加轻微的冲击,以增加血液流向该部位;结果,褥疮的风险将大大降低。

适合早产儿的智能衣物

每年,世界上有1500万婴儿出生不成熟。由于失去了体内水分,超过一百万人死于或遭受身体和心理上的并发症。波兰研究人员成功地设计了早产儿穿的智能服装。这种服装由两层组成:一层是普通面料,另一层是防止婴儿过度出汗的膜。

智能袜子

研究人员发现了智能袜子,允许父母使用移动应用程序检查婴儿的健康状况。这些智能袜子被称为猫头鹰,可以将孩子的心率,氧气水平,皮肤温度,睡眠质量和睡眠姿势发送给父母的智能手机。据制造商称,这项技术可以检查儿童的日常健康状况,并有助于识别婴儿猝死综合症。制造商正在为此设备收集在线资金,费用为159英镑,他们希望在2015年推广它。该系统还匿名向公司发送数据,以便制造商可以创建数据库来帮助识别问题并尽早发送警告父母。

智能袜子配备了传感器,可以控制行走以及脚在不同条件下行走,跑步或坐着的方式。穿着智能袜子对于人们在行走时的平衡起着重要作用,它尤其可以用作帮助行走困难的老人的工具。这些袜子可以作为一种训练工具,帮助那些学习走路的孩子。穿着这些袜子可以防止在行走时受伤。据专家介绍,智能袜子是一种适合修复和改善人们行走的穿戴工具。此外,运动员可以使用它们来改变运动。记录在传感器中的数据以无线方式传输到用户的计算机或手机,之后可以通过专有程序进行分析。

智能服装监测孩子的健康状况

最近生孩子的父母可以使用智能衣服永久监视宝宝的身体状况。这些服装配备了不同的传感器,Wi-Fi发射器/接收器,当然还有蓝牙;它可以持续监测呼吸,体温,身体的身体状况和婴儿的活动水平(清醒,顽皮或安静的睡眠)。应在智能手机[Android或iPhone操作系统(IOS)]上安装Only Memo应用程序。这是可穿戴医用传感器技术的适当应用之一,因为每年有一些7岁以下的儿童因婴儿死亡综合症和睡眠期间的呼吸停止而突然死亡。这种设备可以减少这些疾病的发生率,并在出现不自然的情况时立即告知父母孩子的健康状况。

医用传感器的应用流程
医用传感器的应用流程

智能鞋

犹他大学的研究人员设计了配备内部传感器的智能鞋垫,可以帮助纠正运动异常和改变人们的行走模式。犹他大学工程系研究员Stacy Bamberg强调,名为Rapid Rehab的智能鞋垫系统可显着纠正脚部骨折,髋关节或假腿的运动异常。借助特殊的凝胶内底和压力,加速度计和内部陀螺仪传感器,该系统可同时报告人们的行走模式。智能鞋垫提供的数据可以通过软件程序无线地在用户的智能手机上显示;物理治疗师或用户可以使用此数据以及同步音频和视频指令来纠正运动异常。该技术可作为骨折或腿部暂时性麻痹患者的有效康复方法之一。


用T恤测量压力

加拿大研究人员设计了一种新的T恤,它配备了一个医用传感器,可以根据对运动,呼吸和心脏活动的分析来测量白天的压力水平,同时还可以监测睡眠。目前在加拿大生产六角皮T恤及其配套装置;数据通过无线方式发送到智能手机,然后通过电话发送到在线帐户。该设备可测量白天的活动和压力水平。此外,它还为教练提供了计划和安排运动员训练计划的能力。

数字服装,检查心理状况

这种服装中的微小传感器可以测量心率,体温,甚至皮肤电导(这是决定人们精神状态的最重要的生理指标之一)。然后通过移动电话将数据发送到数据库,根据当前情况和人们的普遍兴趣发送适当的响应。在服装中有一个配有发光二极管(LED)灯的屏幕,当人们悲伤或恐慌时,它可以显示出有希望的声明。此外,位于帽子中的扬声器可播放适当的音乐并发送有希望的信息甚至是一些家庭笑话。

通过智能背心的心脏健康

最常用的数字服装类型之一是意大利研究人员制作的名为“魔术”的背心。这种背心由导电织物制成,可以测量人的心率和呼吸率,并将数据发送到加工中心。通过这种方式,可以在出院后检查人们的健康状况。这件背心被一群想要攀登珠穆朗玛峰的徒步旅行者使用。远足者在工作和睡眠时的身体状况被送到医疗中心。背心的舒适穿着,对不同体型的适应性以及可清洗性是这种智能服装的主要特征。随着微生物和纳米技术在所有领域的进步,特别是在医疗保健领域,以及对新应用和纺织工业趋势的不断增长的需求,可以说,未来我们将在生产方面取得重大进展可穿戴传感器。

Meinande和Honkala(2004)在题为“智能服装解决方案在医疗保健和个人防护中的潜在应用”的文章中指出,传感器和电信技术领域的快速发展为纺织品和服装领域创造了新的机遇。下图展示出了系统架构在智能衬衫的概要

智能衬衫的系统结构图
智能衬衫的系统架构图

Chana 等人在一篇题为“智能可穿戴系统:现状和未来挑战”的文章(2012)中指出,保持健康的关键解决方案之一是智能家居服务与可穿戴系统的集成架构。

一方面,减少数字工具的数量,另一方面,公众对手机等技术的广泛使用,加速了智能服装的设计。预计在不久的将来一种广泛的非侵入性测量工具有望被引入,医疗保健行业必须伴随技术,而且事实上它必须具备接受该技术的能力。在这方面,应改进卫生保健服务提供者在新卫生技术方面的知识和培训。

结论

使用纺织品将推出与皮肤接触的独特应用。通过将碳纳米管放置在纤维的经线和纬线中来处理和记录医疗数据并显示生物信号的纺织品实例,其在实践中起到生物传感器的作用,已经在医疗,消防,运动和军事方面进行了测试行业设置和强调结果的类似案例。也许智能服装之前被认为是奢侈品,但服装的一些应用,特别是在健康领域,已经将它转变为某些实际领域的首选。在不久的将来,基于医用传感器的智能服装的使用很可能会像智能手机一样普及。很快,可穿戴式医用生物传感器将找到常规的临床应用。

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