带有应用程序图标的智能手表


(资料图片)

视觉中国供图

近日,新思界产业研究中心发布的《2023—2028年中国可穿戴医疗设备行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,可穿戴医疗设备在发现潜在健康风险,预防疾病发生,调控、干预、治疗疾病等方面具有重要作用,市场规模正在扩大。

日常生活中,医院每天接诊人数较多,这不仅影响医院的诊疗效率、增加管理负担,同时也潜在增加传播疾病的风险。在信息科技的帮助下,近些年可穿戴设备开始应用,患者在足不出户的情况下同医生进行远程交流,可对一些基础性疾病进行诊断。

智能可穿戴设备可以监测人体的多项生理指标,如血压、血糖、心率等,具有实用便捷、交互性好等优点。在互联网远程治疗模式基础上,可穿戴设备已在医疗健康领域展现出巨大潜力,可通过长时间收集生理健康数据,为医生提供可靠的临床诊断,让在家监测健康成为可能,尤其在预警重大疾病方面扮演的角色越来越重要,未来将进一步成为医生的得力助手。

可穿戴设备,指结合多种传感器、通信技术、多媒体技术,对人体常见的穿戴设备,如手表、眼镜、鞋子等进行智能化配置之后的电子设备,实现对人体相关数据的感知、收集、分析处理以及储存。由于结合了互联网技术,可穿戴设备可对人体的健康状况进行实时、准确、快速的远程监测和管理。人体不同部位的可穿戴设备,可将人体相关数据信号收集起来,并利用5G通信、Wi-Fi等方式将其传输到人们常用的通讯设备上,实现健康监测。

可穿戴设备实现数据监测的核心是传感器。这种传感器可分为光电传感可穿戴设备、生物化学传感可穿戴设备等类型。

在光电传感可穿戴设备研究方面,华为公司于2021年发布了公司首款用于血压监测的可穿戴设备,并通过药监局二类医疗器械注册认证。这款产品采用创新的血压测量技术,具有动态血压监测、日间高压提醒、血压昼夜节律等功能,可帮助患者主动管理血压健康。

人体组织的特点是柔软、可拉伸、呈曲线状,并具有独特的机械性能,柔性可穿戴生物化学传感器具有很大的应用潜力。柔性衬底是可穿戴生物化学传感器的最主要组成部分之一,各种可拉伸结构电极和纳米材料电极,已广泛应用于电化学传感领域,其中可拉伸工作电极有贵金属、半导体、导电聚合物,以及碳基纳米材料。在应变条件下,这种可拉伸电极具有良好的拉伸性能,通过旋涂、真空过滤,在弹性体聚合物和硅橡胶上制备纳米材料并逐层组装,被广泛应用于可穿戴传感领域。

美国加州大学圣地亚哥分校的工程师,开发了一种柔软而有弹性的皮肤贴片,可将其戴在脖子上,连续跟踪血压和心率, 同时测量佩戴者的葡萄糖、 乳酸、 酒精含量。该贴片是适应皮肤的柔性聚合物薄片,配备了一个血压传感器和两个化学传感器。此外,汗液中葡萄糖的水平与血液中的血糖浓度存在相关性,利用可穿戴传感器实时监测汗液中的葡萄糖水平,即可反映患者的健康情况。

韩国成均馆大学一个科研团队,研制了一种电化学传感器贴片,用于监测汗液中的葡萄糖水平。利用一种可拉伸的金纳米杂化纤维,该传感器电极材料通过和还原氧化石墨烯协同作用,可呈现良好的监测效果。该传感器贴片缝在可拉伸的织物中,并贴合人体皮肤,可连续测量汗液中的葡萄糖水平,能够准确反映人体血糖状况。

可穿戴设备的研究以便捷监测人体健康体征为初衷,逐步与医疗产业接轨。目前,可穿戴设备有着十足的潜力,但这并不代表它不存在挑战。值得关注的是,智能穿戴设备对老年人来讲,使用时可能存在认知盲区,面对复杂环境的适用性仍是一个有待解决的问题。可穿戴生物化学传感器目前较多仍停留在实验室研发阶段,未来开发出面向大众化实际应用的可穿戴设备还需进一步努力。

(第一作者系西北师范大学教授、博士生导师,第二作者系西北师范大学硕士研究生)

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