隨著適用于各種醫(yī)療條件和情況的醫(yī)療保健可穿戴設(shè)備的激增，患者不可避免地希望他們的可穿戴技術(shù)盡可能不顯眼且無(wú)憂。作為一個(gè)恰當(dāng)?shù)睦樱梢钥紤]一種新的可穿戴網(wǎng)狀健康監(jiān)測(cè)儀，它取消了“盒子和帶子”結(jié)構(gòu)，盡管這目前仍然是該行業(yè)事實(shí)上的商業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。這項(xiàng)技術(shù)由亞利桑那大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)，具有遠(yuǎn)程、低功耗的數(shù)據(jù)傳輸和接收以及無(wú)線充電功能。由于其便攜性，該設(shè)備有望成為偏遠(yuǎn)地區(qū)遠(yuǎn)程健康監(jiān)測(cè)的有力選擇。

這項(xiàng)研究的負(fù)責(zé)人Philipp Gutruf表示，他的團(tuán)隊(duì)正在努力解決臨床級(jí)健康監(jiān)測(cè)儀的需求，這些監(jiān)測(cè)儀“在全球所有地區(qū)都可以使用，同時(shí)保留了設(shè)備的不易察覺(jué)的特性”。Gutruf是該大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程助理教授。

“There is no large rigid island in this device. All the electronics are distributed in this mesh.”
—Philipp Gutruf, University of Arizona

該設(shè)備使用形狀合適的熱塑性聚氨酯網(wǎng)格來(lái)測(cè)量心率和體溫。該團(tuán)隊(duì)對(duì)其進(jìn)行了3D打印，但Gutruf表示，也可以使用其他制造方法。該套件的一部分還有一個(gè)重量輕的電池、一個(gè)允許數(shù)據(jù)傳輸和無(wú)線充電的雙工天線，以及直徑不超過(guò)6毫米的傳感器。該設(shè)備長(zhǎng)約15厘米，佩戴在用戶的前臂周?chē)?。Gutruf把它比作穿著一只腳趾末端被剪掉的襪子，只是網(wǎng)眼布非常輕便舒適，幾乎被遺忘了。他稱(chēng)之為“生物共生（biosymbiotic）”。

其主要倡導(dǎo)者表示，設(shè)計(jì)提升了可穿戴設(shè)備的可穿戴性。Gutruf說(shuō)：“在這個(gè)裝置中沒(méi)有大的剛性島。所有的電子產(chǎn)品都分布在這個(gè)網(wǎng)格中。它也不依賴(lài)粘合劑，而是匹配用戶的身體。”Gutruf補(bǔ)充道：“這使我們能夠遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)貼片所能達(dá)到的使用時(shí)間限制?！?/p>

在這項(xiàng)新技術(shù)中，還可以通過(guò)一種名為光體積描記術(shù)（PPG）的技術(shù)進(jìn)行血流量和血容量監(jiān)測(cè)。

Gutruf說(shuō)，傳統(tǒng)的PPG傳感器質(zhì)量很小，可以測(cè)量加速度。相比之下，這項(xiàng)技術(shù)利用其符合人體的外形來(lái)消除他所說(shuō)的綁在PPG傳感器上的傳統(tǒng)“brick”。他說(shuō)，該設(shè)備的傳感器“位于網(wǎng)格中嵌入的一個(gè)微小節(jié)點(diǎn)上，該節(jié)點(diǎn)非常匹配皮膚。因此，我們可以降低一些濾波要求、過(guò)采樣、額外的加速度計(jì)處理等……因?yàn)槲覀円婚_(kāi)始就有一個(gè)非常好的信號(hào)”。

更好的LoRa與LoRaWAN

Gutruf說(shuō)，除了舒適因素外，網(wǎng)狀設(shè)計(jì)還比典型的商用可穿戴設(shè)備實(shí)現(xiàn)了更好的操作效率。為了改善通過(guò)小數(shù)據(jù)包的傳輸，該設(shè)備對(duì)原始傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行板載計(jì)算。它使用遠(yuǎn)程（LoRa）通信協(xié)議，研究人員在一個(gè)孤立的山區(qū)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)24公里處演示了該協(xié)議?！癓oRa已經(jīng)有了很好的設(shè)施和技術(shù)，”他說(shuō)，“但考慮到我們制造這款設(shè)備的地區(qū)已經(jīng)存在的網(wǎng)絡(luò)，選擇LoRa幾乎是一件輕而易舉的事?！?/p>

LoRa是物聯(lián)網(wǎng)（IoT）部署的主要技術(shù)之一。該調(diào)制技術(shù)最初于2009年構(gòu)建，基于寬帶啁啾脈沖標(biāo)準(zhǔn)（啁啾擴(kuò)頻），擅長(zhǎng)于在小功率的情況下遠(yuǎn)距離傳輸小數(shù)據(jù)包，理論上最大可達(dá)256字節(jié)，但因地區(qū)和應(yīng)用而異。

LoRaWAN是位于LoRa物理層之上的媒體訪問(wèn)控制（MAC）協(xié)議，由LoRa Alliance從2015年開(kāi)始開(kāi)發(fā)和維護(hù)?；ヂ?lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF）于2021年發(fā)布了RFC 9011，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了LoRaWAN使用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。

LoRaWAN在醫(yī)療保健領(lǐng)域已經(jīng)建立了良好的基礎(chǔ)?？偛课挥诩幽么罂柤永锏腡ektelic提供一種名為eDOCTOR的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)設(shè)備，該設(shè)備綁在胸部，監(jiān)測(cè)溫度、呼吸、心率、體位和胸部擴(kuò)張。Tektelic負(fù)責(zé)銷(xiāo)售和業(yè)務(wù)發(fā)展的副總裁Christian Ulrik表示，該設(shè)備非常適合監(jiān)測(cè)新近出院的患者。美國(guó)政府最近的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2016年至2020年間，13.9%的出院患者在30天內(nèi)再次入院。

Gutruf說(shuō)，這些LoRaWAN技術(shù)加上一系列其他技術(shù)，為全球醫(yī)療系統(tǒng)無(wú)法充分治療的患者帶來(lái)了希望。

他說(shuō)：“我們提供的技術(shù)越多，對(duì)醫(yī)學(xué)界來(lái)說(shuō)就越明顯，醫(yī)學(xué)界就越容易做到這一點(diǎn)。我們?cè)娇旖邮苓@一點(diǎn)，就越能更好地為那些通常難以獲得優(yōu)質(zhì)醫(yī)療服務(wù)的人提供服務(wù)。”

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審核編輯：黃飛

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