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健康監測的下一個突破點?超精確溫度傳感技術!

發布時間: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、智能戒指,甚至是耳塞等設備,來監測血壓、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,醫療機構也在醫院和門診場景采用數字化醫療模式,無需醫護人員介入,即可實現對患者的持續自動監測。智能皮膚貼片、手環等可穿戴設備能夠持續將患者數據同步至中央系統,由人工智能(AI)算法和其他軟件工具對這些數據進行監控。當監測到需要人工干預時,系統會自動通知醫療專家。


新興的個人健康監測技術為何在醫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療傳感器中心,還有一塊顯示屏。

  • 發達工業國家的人口正在迅速老齡化,而老年群體的疾病發病率較高。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務人員可以利用新技術來優化生活方式,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療設備中使用的醫療傳感器,現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、智能戒指,甚至是耳塞等設備,來監測血壓、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,醫療機構也在醫院和門診場景采用數字化醫療模式,無需醫護人員介入,即可實現對患者的持續自動監測。智能皮膚貼片、手環等可穿戴設備能夠持續將患者數據同步至中央系統,由人工智能(AI)算法和其他軟件工具對這些數據進行監控。當監測到需要人工干預時,系統會自動通知醫療專家。


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了接近醫療級的質量,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、壓力水平以及睡眠質量的精確指標。它還能在發燒或敗血癥發作時,發出可能挽救生命的預警信號。


在醫療領域之外,核心體溫監測也被用于優化訓練耐力運動員,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關注焦點,并迅速占領市場,賦能新一代消費級和醫療級可穿戴設備進行核心體溫測量。


例如,AS6221數字溫度傳感器就是公司數十年來在設計和制造超精確混合信號半導體方面專業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、更節能,是推動個人健康監測技術邁向新高度的“幕后英雄”。


健康監測的下一個突破點?超精確溫度傳感技術!


AS6221:專為體溫測量優化


高級溫度測量技術的優勢在于其精確度。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療應用進行了優化: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新一代核心體溫監測系統至關重要,譬如我們合作伙伴greenteg的CALERA?傳感器技術。傳統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,溫度測量在專業級和消費級醫療監測設備以及輔助耐力運動員優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測體溫的功能,在消防員面臨過熱危險時發出警報。在世界上最炎熱的地區,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時,軟件可以及時向緊急服務機構或其親人發出警報。


精確的溫度測量結果也可以在其他醫療應用中發揮關鍵作用。例如,通過皮膚貼片測量血糖水平酶需要準確的溫度數據,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務線總監兼市場負責人。Florian Lex,艾邁斯歐司朗集成光學解決方案產品市場經理,在生命體征監測解決方案領域擁有深厚的專業知識。)


免責聲明:本文為轉載文章,轉載此文目的在于傳遞更多信息,版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問題,請聯系小編進行處理。


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