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健康監(jiān)測的下一個突破點?超精確溫度傳感技術!

發(fā)布時間:2025-02-14 來源:艾邁斯歐司朗 責任編輯:lina

【導讀】這些趨勢正在模糊醫(yī)療設備和消費級設備間的界限。如今,即使是個人用戶也可以借助智能手表、活動追蹤手環(huán)、智能戒指,甚至是耳塞等設備,來監(jiān)測血壓、心率和睡眠質量等反映自身健康和生活方式的關鍵指標。


與此同時,醫(yī)療機構也在醫(yī)院和門診場景采用數(shù)字化醫(yī)療模式,無需醫(yī)護人員介入,即可實現(xiàn)對患者的持續(xù)自動監(jiān)測。智能皮膚貼片、手環(huán)等可穿戴設備能夠持續(xù)將患者數(shù)據(jù)同步至中央系統(tǒng),由人工智能(AI)算法和其他軟件工具對這些數(shù)據(jù)進行監(jiān)控。當監(jiān)測到需要人工干預時,系統(tǒng)會自動通知醫(yī)療專家。


新興的個人健康監(jiān)測技術為何在醫(yī)療場景和日常生活中越來越受到青睞?為了準確回答這個關鍵問題,我們首先需要理解三個全球性趨勢:

  • 如今,幾乎人手一部智能手機,這等于隨身攜帶了一臺高性能計算機、一個全天候運行的智能醫(yī)療傳感器中心,還有一塊顯示屏。

  • 發(fā)達工業(yè)國家的人口正在迅速老齡化,而老年群體的疾病發(fā)病率較高。與此同時,年輕人也比過去更加關注如何延長健康壽命。這些人群以及服務他們的醫(yī)務人員可以利用新技術來優(yōu)化生活方式,合理調控運動、飲食、睡眠和壓力等關鍵因素,幫助他們作出更健康的生活選擇。

  • 如摩爾定律所預言,半導體技術不斷進步,使得用于計算和傳感的電子設備體積更小、性能更強、成本更低、功耗更低。這意味著原本只能在昂貴醫(yī)療設備中使用的醫(yī)療傳感器,現(xiàn)在可以集成到價格合理的便攜式或可穿戴設備中。


這些趨勢正在模糊醫(yī)療設備和消費級設備間的界限。如今,即使是個人用戶也可以借助智能手表、活動追蹤手環(huán)、智能戒指,甚至是耳塞等設備,來監(jiān)測血壓、心率和睡眠質量等反映自身健康和生活方式的關鍵指標。

與此同時,醫(yī)療機構也在醫(yī)院和門診場景采用數(shù)字化醫(yī)療模式,無需醫(yī)護人員介入,即可實現(xiàn)對患者的持續(xù)自動監(jiān)測。智能皮膚貼片、手環(huán)等可穿戴設備能夠持續(xù)將患者數(shù)據(jù)同步至中央系統(tǒng),由人工智能(AI)算法和其他軟件工具對這些數(shù)據(jù)進行監(jiān)控。當監(jiān)測到需要人工干預時,系統(tǒng)會自動通知醫(yī)療專家。


核心體溫:一項重要的診斷指標


得益于傳感器技術的進步,消費級可穿戴設備已經在多項生命體征測量上實現(xiàn)了接近醫(yī)療級的質量,包括血壓、心率和血氧飽和度。 


然而,核心體溫這一生命體征所提供的信息對于某些診斷和監(jiān)測也至關重要,甚至不可或缺。例如,核心體溫是判斷女性生育周期狀態(tài)、壓力水平以及睡眠質量的精確指標。它還能在發(fā)燒或敗血癥發(fā)作時,發(fā)出可能挽救生命的預警信號。


在醫(yī)療領域之外,核心體溫監(jiān)測也被用于優(yōu)化訓練耐力運動員,幫助他們提高訓練效果,并避免身體過度疲勞。


在艾邁斯歐司朗的傳感器產品組合中,一款此前鮮為人知的產品如今正成為行業(yè)關注焦點,并迅速占領市場,賦能新一代消費級和醫(yī)療級可穿戴設備進行核心體溫測量。


例如,AS6221數(shù)字溫度傳感器就是公司數(shù)十年來在設計和制造超精確混合信號半導體方面專業(yè)積累和知識產權的結晶。憑借艾邁斯歐司朗獨樹一幟的技術,這款溫度傳感器契合了新型核心體溫監(jiān)測設備制造商的要求:與同類產品相比,AS6221更精確、更小巧、更節(jié)能,是推動個人健康監(jiān)測技術邁向新高度的“幕后英雄”。


健康監(jiān)測的下一個突破點?超精確溫度傳感技術!


AS6221:專為體溫測量優(yōu)化


高級溫度測量技術的優(yōu)勢在于其精確度。AS6221在-40°C至125°C工作范圍內的最大測量誤差為±0.3°C,這一表現(xiàn)相當令人印象深刻。然而,其獨特之處在于測量精度專門針對醫(yī)療應用進行了優(yōu)化:人體正常體溫約為37°C,因此,在-25°C至55°C范圍內的測量精度得到優(yōu)化,最大誤差降至±0.10°C,而在20°C至42°C范圍內,誤差更是僅為±0.09°C。


如此高的精確度對于開發(fā)新一代核心體溫監(jiān)測系統(tǒng)至關重要,譬如我們合作伙伴greenteg的CALERA?傳感器技術。傳統(tǒng)測量核心體溫通常需要插入侵入式探針或吞服昂貴的電子藥丸,而本產品的工作原理并不是直接測量核心體溫,而是通過復雜的算法,從皮膚表面的熱通量計算出核心體溫值。


在將皮膚溫度的直接測量值轉換為核心體溫的間接計算值的過程中,會存在一定的固有誤差。而且皮膚溫度測量中的任何誤差在轉換為核心體溫時都會被放大。


因此,整合了諸如CALERA?傳感器技術的此類產品在測量皮膚溫度時,便需要盡可能提高精確度。這正是AS6221溫度傳感器±0.09°C最大誤差的價值所在。此外,尺寸也是一個重要因素,元器件必須適合用于皮膚貼片和其他便攜式設備。


健康監(jiān)測的下一個突破點?超精確溫度傳感技術!

圖:運動員手腕上佩戴有整合了greenteg的CALERA?傳感器技術的艾邁斯歐司朗生命體征監(jiān)測產品的(VSM)參考設計


超精確溫度測量技術的多領域應用


這一示例表明,溫度測量在專業(yè)級和消費級醫(yī)療監(jiān)測設備以及輔助耐力運動員優(yōu)化訓練的體育裝備中都扮演著關鍵角色,但其用途遠不止于此。


例如,消防員佩戴的安全裝備需要具備監(jiān)測體溫的功能,在消防員面臨過熱危險時發(fā)出警報。在世界上最炎熱的地區(qū),例如中東,高熱癥,即身體危險過熱,是一種嚴重的風險。如今全球氣候危機導致平均氣溫不斷上升,這種風險也日益增加。將智能手表或手環(huán)與應用軟件結合,可以提供一種可靠的風險解決方案:在佩戴者處于危險狀態(tài)時,軟件可以及時向緊急服務機構或其親人發(fā)出警報。


精確的溫度測量結果也可以在其他醫(yī)療應用中發(fā)揮關鍵作用。例如,通過皮膚貼片測量血糖水平酶需要準確的溫度數(shù)據(jù),以對傳感器的測量輸出進行實時校準。溫度傳感器還可以用于透析機、輸血設備或胰島素泵中,確保血液或胰島素在輸入靜脈前被加熱至患者體溫。


在這些以及其他眾多應用場景中,超高的測量精度具有巨大的價值——尤其是在人體溫度范圍內,精確測量技術正成為關注的焦點。

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(文章來源:艾邁斯歐司朗,作者簡介:Andreas Zenz,擔任BAS產品線負責人,負責艾邁斯歐司朗的溫度傳感器和高級模擬傳感器。Sebastian Bauer,艾邁斯歐司朗高級模擬傳感器業(yè)務線總監(jiān)兼市場負責人。Florian Lex,艾邁斯歐司朗集成光學解決方案產品市場經理,在生命體征監(jiān)測解決方案領域擁有深厚的專業(yè)知識。)


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