VTT致力于開(kāi)發(fā)可穿戴傳感器

來(lái)源：半導(dǎo)體芯科技編譯

新的光學(xué)測(cè)量技術(shù)正在為健康和保健監(jiān)測(cè)帶來(lái)革命性的變化。

如今，越來(lái)越多的可穿戴電子設(shè)備被用于監(jiān)測(cè)健康和保健。由 VTT 負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)的一個(gè)項(xiàng)目正在研究新的測(cè)量技術(shù)，以經(jīng)濟(jì)高效的方式持續(xù)提供更準(zhǔn)確的佩戴者健康數(shù)據(jù)。新的測(cè)量方法還能使患者接受治療時(shí)更加舒適，讓患者行動(dòng)更加自由，并提高患者的安全性。

PhotonWear 是一個(gè)由芬蘭 VTT 技術(shù)研究中心共同資助的兩年期項(xiàng)目，旨在開(kāi)發(fā)測(cè)量生理功能和生物標(biāo)志物的新光學(xué)方法。這些測(cè)量產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可用于醫(yī)療保健和福利領(lǐng)域的各種應(yīng)用，因?yàn)樗鼈兡軌虮O(jiān)測(cè)病人的健康狀況，如心臟功能、血液循環(huán)和新陳代謝。

PhotonWear是由芬蘭國(guó)家商務(wù)促進(jìn)局資助的聯(lián)合創(chuàng)新項(xiàng)目，是Bittium公司名為 "無(wú)縫安全連接 "的Veturi計(jì)劃的一部分。PhotonWear項(xiàng)目計(jì)劃于2025年10月底結(jié)束。該研究聯(lián)盟由醫(yī)療保健和健康領(lǐng)域的企業(yè)、專(zhuān)注于新型光子技術(shù)的領(lǐng)先公司以及研究機(jī)構(gòu)和學(xué)術(shù)合作伙伴組成。項(xiàng)目合作伙伴包括GE HealthCare、ElFys、Oura、Bittium 和奧盧大學(xué)，并在大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)之間開(kāi)展國(guó)際研究交流。

可穿戴傳感器為醫(yī)療保健領(lǐng)域的復(fù)雜需求提供了解決方案。PhotonWear 項(xiàng)目的動(dòng)機(jī)是社會(huì)和人口構(gòu)成的變化，如人口老齡化，這就需要成本效益越來(lái)越高的解決方案。另一個(gè)角度是，人們對(duì)衡量自己的個(gè)人健康狀況越來(lái)越感興趣。

"在很多情況下，您都需要對(duì)病人進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。目前，醫(yī)院測(cè)量血氧飽和度和心電圖等關(guān)鍵參數(shù)時(shí)，都會(huì)將健康監(jiān)護(hù)儀固定在病人身上，這限制了病人獨(dú)立行動(dòng)的能力"，研究小組組長(zhǎng)、PhotonWear 項(xiàng)目協(xié)調(diào)人 Teemu Alajoki 說(shuō)。"可穿戴無(wú)線(xiàn)傳感器有很多好處：在醫(yī)院和家里佩戴更舒適，而且由于采用了無(wú)線(xiàn)技術(shù)，可以自由走動(dòng)。它們也是非侵入性的，因此不需要采集血液樣本或類(lèi)似的東西。"

該項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的傳感器基于光子技術(shù)：芬蘭在這一領(lǐng)域已經(jīng)走在了前面。該項(xiàng)目的研究重點(diǎn)尤其放在符合臨床要求的高保真多光譜測(cè)量上。研究目標(biāo)之一是采用光學(xué)無(wú)創(chuàng)方法測(cè)量血壓、乳酸和葡萄糖水平。

"如今，光學(xué)傳感器主要應(yīng)用于測(cè)量心率及其變化的智能手表中，但在這個(gè)項(xiàng)目中，我們的重點(diǎn)是提高傳感器的精度，使其適合醫(yī)療用途，同時(shí)使其佩戴更加舒適。我們的目標(biāo)是研制出柔性甚至是彈力的、極其舒適的緊身電子元件，即使在要求苛刻的使用情況下也不會(huì)被察覺(jué)，而且非常可靠"，Alajoki 說(shuō)道。

除了光學(xué)傳感器，該項(xiàng)目還關(guān)注先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析?？纱┐鱾鞲衅髂艹掷m(xù)收集數(shù)據(jù)，因此不僅能傳輸測(cè)量的健康數(shù)據(jù)，還能發(fā)出自動(dòng)警告。例如，如果一個(gè)人出院后身體狀況惡化，任何問(wèn)題都可以迅速得到解決。

與實(shí)力雄厚的出口公司合作

PhotonWear 項(xiàng)目對(duì)芬蘭來(lái)說(shuō)非常重要，因?yàn)樗粌H要解決醫(yī)療保健領(lǐng)域未來(lái)的挑戰(zhàn)，還要解決當(dāng)前的挑戰(zhàn)。該項(xiàng)目與實(shí)力雄厚的出口公司合作，使其最終有可能為許多小型運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)市場(chǎng)機(jī)會(huì)。

"GE HealthCare是全球領(lǐng)先的手術(shù)室和重癥監(jiān)護(hù)領(lǐng)域的患者監(jiān)護(hù)技術(shù)制造商。在芬蘭開(kāi)發(fā)的 Portrait Mobile 產(chǎn)品系列將持續(xù)的患者監(jiān)護(hù)引入病房，使病人可以自由行動(dòng)，如上廁所、去醫(yī)院咖啡廳或參加術(shù)后康復(fù)理療。這得益于我們開(kāi)發(fā)的可穿戴無(wú)線(xiàn)技術(shù)，其可靠性與傳統(tǒng)的有線(xiàn)監(jiān)控解決方案不相上下。GE HealthCare研究項(xiàng)目協(xié)調(diào)員伊爾卡-科霍寧（Ilkka Korhonen）說(shuō)："我們的目標(biāo)是進(jìn)一步開(kāi)發(fā)監(jiān)測(cè)解決方案，使其更加可穿戴、舒適和準(zhǔn)確?！?/p>

測(cè)量裝置中使用的光學(xué)傳感器包含一種新型光電探測(cè)器，其靈敏度比傳統(tǒng)技術(shù)高出 50%。這種新技術(shù)由聯(lián)盟合作伙伴 ElFys 公司開(kāi)發(fā)。

"ElFys公司開(kāi)發(fā)的黑硅可以實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)光敏傳感器更精確的測(cè)量，即使在測(cè)量微弱光信號(hào)時(shí)也是如此。因此，可以獲得更高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。ElFys 首席技術(shù)官 Antti Haarahiltunen 說(shuō)："在這個(gè)項(xiàng)目中，我們可以將我們的技術(shù)應(yīng)用于可穿戴健康技術(shù)的多個(gè)領(lǐng)域?！?/p>

除了上述方面，該項(xiàng)目還在探索數(shù)字孿生。數(shù)字孿生用于創(chuàng)建人體組織的虛擬模型，以模擬組織的光學(xué)特性。該項(xiàng)目還在開(kāi)發(fā)基于皮膚和身體部位的逼真物理模型，稱(chēng)為幻影。

該研究項(xiàng)目為遠(yuǎn)程醫(yī)療診斷技術(shù)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，它提高了醫(yī)療保健領(lǐng)域的成本效益，并可以更快地診斷健康問(wèn)題。綜合來(lái)看，這些技術(shù)也促進(jìn)了環(huán)境生態(tài)效益的發(fā)展。

"Bittium 對(duì) PhotonWear 項(xiàng)目的貢獻(xiàn)在于為醫(yī)院外的生物信號(hào)測(cè)量、無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、安全數(shù)據(jù)處理和遠(yuǎn)程診斷提供專(zhuān)業(yè)技術(shù)知識(shí)。該項(xiàng)目的光學(xué)測(cè)量方法可用于 Bittium 未來(lái)的心臟活動(dòng)記錄設(shè)備和分析，以及睡眠質(zhì)量、睡眠呼吸紊亂和其他睡眠障礙的監(jiān)測(cè)和分析"，Bittium 醫(yī)療業(yè)務(wù)和運(yùn)營(yíng)總監(jiān) Arto Niva 說(shuō)。

審核編輯 黃宇