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1、自 动 化 学 院生 物 医 学 信 息 学 导 论 论 文题目：可穿戴医疗仪器的展望 学 号： 12074119 姓 名： 潘利刚 专 业： 自动化 指导教师： 郭淼/刘珂舟 2013 年 12月 10 日摘 要随着人口老龄化以及慢性疾病的更多出现，适用于家庭个人的可穿戴医疗仪器发展需求更加强烈。而IT业内的可穿戴设备发展如苹果公司智能手表，谷歌公司对外展示了带有摄像头的智能眼镜GoogleProjectGlass，人们带上这款眼镜后可以随时查看邮件、和朋友对话聊天。另外，美国运动外设厂商Jawbone已经推出了Jawbone UP智能手环，戴在手腕上，就能监测自己的日常活动、睡眠情况和饮食
2、习惯等数据。人们可以将这款智能设备插在Android或者苹果iPhone手机显示这些监测数据，并给出一个长时间段的统计和分析结果。这些也给医疗带来了更多发展机遇。本文就此阐述对可穿戴医疗仪器的展望，并介绍现今对其的研究情况。关键词： 1、 可穿戴医疗仪器 2、移动医疗 3、无线传感器目 录一、绪论 .2二、现今可穿戴医疗仪器的研究 .3三、可穿戴医疗的未来憧憬 .4总结 .4参考文献 .4一 绪论医疗体系正逐渐向以家庭为中心倾斜!人们也更加重视对疾病的预防，这些变化直接驱使医疗仪器向微型化、智能化、个性化、网络化的方向发展。在这样的大环境下可穿戴式生理参数监测仪器呼之欲出。穿戴式医疗仪器是可将
3、体征信号检测技术融合在日常穿戴的衣物、饰品当中，具有便携操作、长时间不间断工作、智能显示诊断结果、异常生理状况报警和无线数据传输等特点，可以广泛应用于家庭护理保健、睡眠质量分析、慢性疾病监护、应急救治救护、特殊人群监护等方面。根椐载体的不同，穿戴式医疗仪器大致可分为两类：一类是个人随身物品，如穿戴于指尖的血氧传感器、腕表型血糖传感器、腕表型睡眠品质监测器、睡眠生理检查器、腰带式呼吸心跳监护仪、可植入型身份识别组件等；另一类是智能衣、胸带，前者的优势在于测量方便、易于携带，后者的优势则在于可以同时监测多种类型的体征信号。将这两种形式结合，就能构成一套完整的穿戴式医疗仪器。穿戴式健康监护系统已成为
4、医疗领域研究的热点，该系统在满足测试者低生理、心理负荷条件下，实现了人体日常姿态与生理信息的获取和无线传输，并通过后台监护中心分析和处理数据，判断测试者的健康水平。相对于传统的监护方法，穿戴式系统具有体积小、成本低、功耗小、方便携带等优点，因而近年被逐渐应用于医疗领域，如临床监护、家庭保健、睡眠分析、应急救护、航空航天、特殊人群监护、心理治疗等方面，使条件好的医疗机构为异地患者提供疾病诊断和健康监护，提高了医疗资源共享效率，增强紧急情况处理的及时性。ABI研究公司预计,到2016年,可穿戴无线医疗设备销售将达到每年1亿多个设备。可穿戴体育与健身相关的监控设备市场增长,预计销售将达到8000万。
5、二、现今可穿戴医疗仪器的研究可穿戴医疗设备首先出现的是可携带式随身物品。例如：瑞士Pendragon Medical公司生产Pendra手表式；血糖仪161，利用人体渗m液(如汗液和唾液)，通过IIIL糖浓度与渗出液巾葡萄糖浓度之间的相关性进行测量无需血液样本即可持续监控m糖且带有警报系统以预警低血糖的发生。随着近年来医学传感技术的发展，出现了各种可穿戴式检测用电子织物载体。通过人体无线传感器网络，可以对生理参数进行无创、连续的检测。国内外许多研究团队都在进行相关的研究。例如美国佐治亚理T学院的智慧衫(smart shirt)ISl，美同VivoMetrics公司的生命衫191，美国麻省理工学
6、院的MI，11hl项目I101。中国香港中文大学的“卫士”(WISSH)和保健衫(h-Shirt)项目lill等。下面介绍几个可穿戴医疗仪器基于Bio-MEMS的手腕式血糖控制仪手腕式血糖控制仪主要基于BioMEMS技术，通过微针(microneedle)检测血液巾的血糖浓度，再借助泵来注射药物，达到预设的血糖水平。如果检测血糖浓度过高，注射胰岛素降低血糖浓度；如果血糖浓度过低，则注射葡萄糖提高血糖浓度。其主要组成部分：从血管中提取血液的微泵：带有血糖传感器的Pt电极可检测血糖浓度的半导体金属氧化物：向血管推送胰岛素或者葡萄的微泵，微泵的动力系统设计十分巧妙。主要是通过气压改变来产生气压差，从
7、而推送药物。可穿戴中风康复器对于中风瘫痪的胳膊，常规修复要求职业理疗师长时间频繁地一对一手工帮助活动患者的胳膊。运动疗法无疑是非常有效的但属于劳动密集型。NIBIB(National Institute ofBiomedical Imaging and Bioengineering)和NICHD(NationalInstitute of Child Health and Human Development)联合资助了 2个研究小组开发可穿戴机器人通过机械运动训练病人的手臂。比如提高手臂、弯曲手肘、旋转前臂米增强病人的关节运动能力，以达到康复的目的。这样可以大大降低治疗成本而且对治疗的普及也有极
8、大的推动作用。ST，美信，TI 等半导体公司积极布局可穿戴医疗ST:只有在功耗极低时才可以通过功能丰富的个人穿戴式和便携式无线保健设备随时随地使用医疗护理服务。意法半导体的 STM32L低功耗微控制器让不显眼的小巧精致的设备具有强大且灵活的功能。飞思卡尔微控制器提供高处理能力和低功耗的理想组合，适宜穿戴式医疗电子设备设计。飞思卡尔提供有线和无线接口，包括 USB，IEEE802.15.4 和ZigBee技术的解决方案。此外，飞思卡尔提供各种传感器产品，包括压力和惯性传感器可以被用来获取的物理参数;和接近传感器的触摸屏的用户界面的设计。美信：生命体征测量 T恤美信公司（Maxim Integra
9、ted）试制出了嵌有多种传感器、能够测量生命体征数据的 T恤，并在“2013 International CES”上面向嘉宾进行了展示。该公司称之为“Fit 衫”。 Fit 衫利用内嵌的传感器来测量心电图、体温及用户活动量等，设想供医疗机构用来持续监测患者的生命体征。T 恤中采用了美信的多种 IC，目的还在于展示该公司技术的先进性。另外，有预测认为将来这种穿着型器件的市场会扩大，因此美信期待其成为新的应用市场TI推 HealthTech产品组合助力个人健身装置为了开发出更创新的健身监控装置，TI 提出了一系列以创新方式提高整合度、降低功耗，并拥有智能连接的组件，让健身装置更灵活，价格更实惠。T
10、I提出了广泛的全面性系统架构图、选择表和关键的设计工具，协助制造商加快创新。TI 的 HealthTech产品组合整合了 TI的全球企业资源，以大量且丰富的模拟及嵌入式处理器组件知识，和在健身应用领域的经验提供支持。例如，心跳/健身监控装置可衡量一个人的运动量和速率（如英哩和动作节奏）。通常情况下，手表或腕戴显示器可用于控制并提供反馈。储存的数据可以透过 USB 或无线 USB dongle下载到计算机。所有的系统组件都需要超低功耗嵌入式控制器和功率 RF通讯组件。心跳监测和运动输出监控（如运动速度传感器或传感器电源）则需要额外的讯号调理无线通信对穿戴式医疗影响智能蓝牙（先前称为低功耗蓝牙）技
11、术的引进才是这个竞技场上真正的游戏变革者，它使得设备的耗电量如此之低，以至于仅使用一块小小的纽扣型电池便可维持设备运行达数月甚至数年。这项令人惊叹的低功耗技术已经引起世界范围内的 OS供应商的重视。苹果、微软、黑莓、安卓、谷歌和三星都大力支持智能蓝牙技术的公司位列其中，这为可穿戴设备的爆炸式发展提供了一个有力的平台。我们无法预测未来什么样的产品会出现在我们面前。此项技术能够实现无线智能手机或平板电脑与车载音频和显示系统的无缝同步连接，从而实现与行人、其它车辆甚至基础设施的通信，而且在未来还有可能实现可穿戴技术，或者身体内部的医疗传感器与车辆的连接。智能蓝牙技术在医疗上的应用是无止境的，越来越多
12、的公司正在试验将传感器直接植入人体内。Starkey 利用 WiFi和降噪技术为听力受损者改善了各种环境中的声音清晰度。Sensortech Corporation 公司推出了一款新型骨科膝关节稳定产品，使用了智能蓝牙技术，可以减少手术及恢复时间，促进伤口更快愈合，减少部件穿戴并且提供更好的疼痛管理解决方案。可穿戴技术在改善环境、促进健康和增进人与人之间的交流上具有巨大的潜力。任何人，只要拥有想象力和基于标准化的连接技术，便可把未来变成现实！可穿戴技术的路将通向何方呢？- 答案就是庞大的“物联网”。三、可穿戴医疗的未来憧憬马 云 十 年 能 改 变 商 业 、 微 博 四 年 能 改 变 传
13、播 、 微 信 两 年 多 能 改 变 通 信 ，但 医 疗 呢 ， 何 时 才 能 改 变 ？近 期 有 几 个 动 向 值 得 关 注 ， 一 是 穿 戴 类 智 能 终 端 市 场 开 始 爆 发 ， 对 体 征的 探 测 越 来 越 深 入 ， 人 们 对 健 康 越 来 越 关 注 ； 二 是 “医 疗 终 端 +远 程 监 测 ”的 商 业 模 式 开 始 显 现 ， 几 个 医 疗 器 械 公 司 从 今 年 3 月 开 始 以 万 为 量 级 开 始出 货 ， 商 业 已 从 概 念 变 成 实 际 试 水 。未 来 如 果 每 个 人 都 穿 戴 着 体 征 感 知 设 备
14、， 由 医 疗 服 务 提 供 商 进 行 自 动远 程 健 康 监 测 、 疾 病 预 警 、 远 程 问 诊 。 那 么 未 来 看 个 病 啥 的 ， 在 手 机 上 选择 一 个 医 生 ， 把 身 体 信 息 传 过 去 ， 然 后 交 流 一 下 ， 然 后 就 诊 断 下 单 ， 去 个 就近 的 药 店 ， 吃 药 解 决 问 题 ， 最 后 给 个 好 评 ， 这 是 多 么 惬 意 的 事 啊 。 结语可穿戴治疗系统正以其独特的个性化优势逐步受到重视，可以看到，这一领域中新的产品和治疗概念将会不断涌现，所适用的治疗范嗣也在不断扩大。当然。由于治疗认识和技术水平的限制可穿戴治疗系统尚处于专利申报以及比较初级的尝试阶段，可以认为，正如世人对大量常规意义上的先进治疗设备所期待的那样可穿戴式治疗系统的研究和前景展望应用也将拉开帷幕，大量新的概念和技术将不断得到发展。现阶段可穿戴治疗系统的概念还处于酝酿中直至进入人类生活的方方面面。参考文献1.穿戴式移动医疗技术在远程医疗的研究进展综述 闫军玲 李楠 杜小加发文 2013.05.312. 可穿戴计算机可用性的关键问题研究分析 孔令强 20123. 可穿戴式无线心电监测仪的研究现状 岳蜀华 王美涵 郭飞孟 兆辉 白净 20064. 浅析可穿戴式治疗系统 陈柏炜 刘静 科技导报 200826(11)815.百度一下
