VTT致力于開發(fā)可穿戴傳感器

來源：半導(dǎo)體芯科技編譯

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

如今，越來越多的可穿戴電子設(shè)備被用于監(jiān)測健康和保健。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)。新的測量方法還能使患者接受治療時(shí)更加舒適，讓患者行動更加自由，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，旨在開發(fā)測量生理功能和生物標(biāo)志物的新光學(xué)方法。這些測量產(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)之間開展國際研究交流。

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)目的動機(jī)是社會和人口構(gòu)成的變化，如人口老齡化，這就需要成本效益越來越高的解決方案。另一個(gè)角度是，人們對衡量自己的個(gè)人健康狀況越來越感興趣。

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

該項(xiàng)目開發(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量上。研究目標(biāo)之一是采用光學(xué)無創(chuàng)方法測量血壓、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被察覺，而且非?？煽?，Alajoki 說道。

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)，因此不僅能傳輸測量的健康數(shù)據(jù)，還能發(fā)出自動警告。例如，如果一個(gè)人出院后身體狀況惡化，任何問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)目對芬蘭來說非常重要，因?yàn)樗粌H要解決醫(yī)療保健領(lǐng)域未來的挑戰(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)營商帶來市場機(jī)會。

"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，如上廁所、去醫(yī)院咖啡廳或參加術(shù)后康復(fù)理療。這得益于我們開發(fā)的可穿戴無線技術(shù)，其可靠性與傳統(tǒng)的有線監(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："我們的目標(biāo)是進(jìn)一步開發(fā)監(jiān)測解決方案，使其更加可穿戴、舒適和準(zhǔn)確?！?/p>

測量裝置中使用的光學(xué)傳感器包含一種新型光電探測器，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 公司開發(fā)。

"ElFys公司開發(fā)的黑硅可以實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)光敏傳感器更精確的測量，即使在測量微弱光信號時(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："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)目還在開發(fā)基于皮膚和身體部位的逼真物理模型，稱為幻影。

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題。綜合來看，這些技術(shù)也促進(jìn)了環(huán)境生態(tài)效益的發(fā)展。

"Bittium 對 PhotonWear 項(xiàng)目的貢獻(xiàn)在于為醫(yī)院外的生物信號測量、無線數(shù)據(jù)傳輸、安全數(shù)據(jù)處理和遠(yuǎn)程診斷提供專業(yè)技術(shù)知識。該項(xiàng)目的光學(xué)測量方法可用于 Bittium 未來的心臟活動記錄設(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)測和分析"，Bittium 醫(yī)療業(yè)務(wù)和運(yùn)營總監(jiān) Arto Niva 說。

審核編輯 黃宇