觸覺傳感器支持下一代醫療設備
作者：Frank Tobe | 2016年8月25日
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SmartTouch_new_colorwcape超靈敏、薄而舒適的觸覺傳感器將在下一代消費者可穿戴和測量血壓的臨床設備中發揮關鍵作用。
雖然測量血壓的方法很多，但除了最具侵入性的動脈內技術外，其他所有方法都存在缺陷，可能導致結果不準確或不一致。即使是醫療從業人員使用的標準血壓袖帶也有局限性，例如信號質量、人類解釋的錯誤以及依賴間接或算法解釋的計算方法。
最新一代的薄型、適形觸覺傳感器陣列有望更精確、更精確地測量脈沖壓力波形。這些傳感器將有助于動脈定位和壓力測量；對于消費者來說，可穿戴設備將不僅僅測量心率。
另一種測量動脈壓力的自動方法通常使用充氣袖帶來限制血流，然后測量袖帶中的壓力振蕩，以使用專有算法估計收縮壓和舒張壓。這種方法通常被包裝成家用設備，但可能有10毫米汞柱的誤差，尤其是對肥胖或有導致不規則脈搏的條件的人來說是不準確的。
脈搏血氧監測儀監測血氧飽和度和脈搏率，并能監測血壓。這些裝置通過兩個波長的光通過身體來測量不斷變化的吸光度信息，然后用來推斷血壓。
雖然這些選擇都有優點，但兩種方法都不符合領先組織的準確性和可重復性標準，如醫療器械進步協會（AMMI）和英國高血壓學會。
相反，一種更直接的脈搏波形測量方法正逐漸引起人們的興趣，這種方法利用先進的電容式觸覺傳感技術，實現了無袖帶的動態、無創血壓測量。
通過電容式觸覺傳感器，血壓可以通過復雜的陣列來測量，這些陣列可以映射動脈上方的壓力。這些陣列可以從一些離散的測量到由數百個元素組成的大型密集陣列。傳感器直接接近動脈，提供一個詳細的脈搏波形，用于確定血壓和脈搏信息，包括其他參數，如動脈硬化。
電容式觸覺壓力傳感非常適合這項任務的一個原因是它可以處理待測的極低壓力；血壓以毫米汞柱（mmHg）為單位測量，0.5 mmHg約等于0.01 psi。
此外，觸覺壓力傳感器符合人體和其他曲面的輪廓，因此它們可以被集成到各種柔軟的、柔性的材料中。
壓力剖面系統（PPS）的Jae Son博士說：“這些傳感器的主要優點是靈敏度、小尺寸、能夠無縫集成到可穿戴設備中的適形材料以及觸覺陣列結構。”。這些傳感器是直接測量壓力的，而不是試圖通過光學或電學特性來推斷壓力
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為了構建其觸覺陣列傳感器，PPS將電極布置成正交的重疊條。在電極重疊的每個點形成一個不同的電容器。通過有選擇地掃描一行和一列，測量該位置的電容，從而測量局部壓力。通過這種方法，PPS觸覺陣列可以具有多達8192個集成傳感元件，同時測量低至0.01磅/平方英寸的壓力。
根據Son博士的說法，電容式觸覺傳感器的另一個有前途的應用是動脈線放置，這是一種在臨床環境下進行的常見但困難的操作。
動脈線是插入動脈的細導管。它最常用于重癥監護醫學和麻醉中連續監測血壓和采集血樣進行血氣分析。這種動脈內測量比非侵入性測量更準確。
即使是訓練有素的臨床醫生也很難找到動脈。成人橈動脈平均直徑只有2.3mm左右。微弱的脈搏會使它更加困難。
該設備使用PPS觸覺傳感器陣列，采用舒適的材料佩戴在臨床醫生的食指和中指上。PPS傳感器識別脈沖的位置，并使用LED和針導來指示位置，以便于插入針。該裝置還可以保護臨床醫生的手指不受針扎的傷害。
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如今，血壓監測的圣杯是針對智能手表和健身帶等可穿戴消費品的。當前如今，血壓監測的圣杯是針對智能手表和健身帶等可穿戴消費品的。目前，大多數設備僅限于測量心率，但許多設備已經在開發下一代腕帶設備，能夠測量血壓、脈搏和其他重要的動脈測量。
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