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照護裝置很貼身,守護健康更加分!

文/亞坦尼斯

開刀完、大病後的復健修養時期是相當關鍵寶貴的。而這段康復期間的生理指數監測,也是醫師在判斷恢復狀況的重要參數。然而,面對醫療資源匱乏的處境,實務上也難以讓所有病人在康復期的全程期間都待在醫院。另外,現有醫療監測器材的龐大體積,不僅阻礙病人的活動,也不適宜高齡、慢性等居家病患的長期監測。因此,如何能設計一個體積輕巧、價格低廉的醫療監測器材,也成了提升居家長期照護品質的研究方向。

目前,工研院生醫所林楨喨博士的團隊,正利用自行開發的電路模組與演算法,結合三導程心電圖、反射式血氧量測系統、以及高分子壓電電子聽診器,設計成穿戴式生理監測裝置。這樣的監測裝置除了能直接測量出心電、血氧、心音與心跳也可利用血氧和心電圖來估算血壓趨勢。這是由於過去的血壓計,雖也有手腕式的設計方式,然而氣壓加壓的方式,並不適合應用於穿戴式裝置,而用血氧值和心電圖來估計,就能實現穿戴式血壓監測的目標。

三合一穿戴式健康照護裝置的佩戴示意圖

三合一穿戴式健康照護裝置的佩戴示意圖

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而連接三項裝置的電路,則是研發團隊自行設計,內建生理數值估算的處理器、運算邏輯以及無線模組。可將生理監測資料即時傳送到智慧型手機或電腦上,讓使用者可以即時監看自己的生理指標。

三合一穿戴式健康照護裝置的電路設計

三合一穿戴式健康照護裝置的電路設計

感測裝置的部分,研發團隊採用壓電材料開發薄型心電心音傳感器,克服駐極體麥克風所達不到低頻響應的能力,並可製成可撓式電子聽診器,應用於具有曲面的身體結構。再配合反射式血氧量測計,除可外接至手指或耳垂,也可以直接從裝置於胸口的感測器擷取血氧濃度。並結合三導程心電圖與多通道心音之智慧量測技術,當心電圖監測發生異常事件前後,便可即時記錄心音資訊,回診時便能提供醫生診斷所需要之資訊。

這樣穿戴式健康照護裝置的設計並不容易,除了要大幅縮小醫療器材的體積,又因須符合人體長時間配戴,而在形狀與配置上有諸多限制。而設計上另一個嚴峻的挑戰,是醫療器材的法規限制都會特別嚴苛。也因此,生醫所的研發團隊,不僅有負責硬體設計和軟體設計的研究員,也有一位專門負責法規的解讀與確認的成員,才能在技術上有所突破,也兼顧FDA法規裡安全性與功效性等各種規範。

三合一穿戴式醫療裝置,可以讓使用者舒適地長時間監測各項生理指數,不僅可以應用在心臟相關疾病的治療、復健與防治,未來也可以提供給運動員配戴監測,以作為更詳盡的訓練參考。另外,這些生理指數在也開始被用作自律神經與情緒相關的研究。相信在不久的未來,人們的身心狀況加隨著穿戴式醫療技術的進展,變得越來越健康。

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中間為工研院生醫所林楨喨博士

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