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照護裝置很貼身,守護健康更加分!

創新科技專案 X 解密科技寶藏_96
・2015/03/07 ・1242字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 550 ・八年級

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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。

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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

更多資訊請參考解密科技寶藏

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創新科技專案 X 解密科技寶藏_96
81 篇文章 ・ 3 位粉絲
由 19 個國家級產業科技研發機構,聯手發表「創新科技專案」超過 80 項研發成果。手法結合狂想與探索,包括高度感官互動的主題式「奇想樂園」區,以及分享科技新知與願景的「解密寶藏」區。驚奇、專業與創新,激發您對未來的想像與憧憬!

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純淨之水的追尋—濾水技術如何改變我們的生活?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/04/17 ・3142字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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本文與 BRITA 合作,泛科學企劃執行。

你確定你喝的水真的乾淨嗎?

如果你回到兩百年前,試圖喝一口當時世界上最大城市的飲用水,可能會立刻放下杯子——那水的顏色帶點黃褐,氣味刺鼻,甚至還飄著肉眼可見的雜質。十九世紀倫敦泰晤士河的水,被戲稱為「流動的污水」,當時的人們雖然知道水不乾淨,但卻無力改變,導致霍亂和傷寒等疾病肆虐。

十九世紀倫敦泰晤士河的水,被戲稱為「流動的污水」(圖片來源 / freepik)

幸運的是,現代自來水處理系統已經讓我們喝不到這種「肉眼可見」的污染物,但問題可還沒徹底解決。面對 21 世紀的飲水挑戰,哪些技術真正有效?

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19 世紀的歐洲因為城市人口膨脹與工業發展,面臨了前所未有的水污染挑戰。當時多數城市的供水系統仍然依賴河流、湖泊,甚至未經處理的地下水,導致傳染病肆虐。

1854 年,英國醫生約翰·斯諾(John Snow)透過流行病學調查,發現倫敦某口公共水井與霍亂爆發直接相關,這是歷史上首次確立「飲水與疾病傳播的關聯」。這項發現徹底改變了各國政府對供水系統的態度,促使公衛政策改革,加速了濾水與消毒技術的發展。到了 20 世紀初,英國、美國等國開始在自來水中加入氯消毒,成功降低霍亂、傷寒等水媒傳染病的發生率,這一技術迅速普及,成為現代供水安全的基石。    

 19 世紀末的台灣同樣深受傳染病困擾,尤其是鼠疫肆虐。1895 年割讓給日本後,惡劣的衛生條件成為殖民政府最棘手的問題之一。1896 年,後藤新平出任民政長官,他本人曾參與東京自來水與下水道系統的規劃建設,對公共衛生系統有深厚理解。為改善台灣水源與防疫問題,他邀請了曾參與東京水道工程的英籍技師 W.K. 巴爾頓(William Kinnimond Burton) 來台,規劃現代化的供水設施。在雙方合作下,台灣陸續建立起結合過濾、消毒、儲水與送水功能的設施。到 1917 年,全台已有 16 座現代水廠,有效改善公共衛生,為台灣城市化奠定關鍵基礎。

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圖片來源/BRITA

進入 20 世紀,人們已經可以喝到看起來乾淨的水,但問題真的解決了嗎? 科學家如今發現,水裡仍然可能殘留奈米塑膠、重金屬、農藥、藥物代謝物,甚至微量的內分泌干擾物,這些看不見、嚐不出的隱形污染,正在成為21世紀的飲水挑戰。也因此,濾水技術迎來了一波科技革新,活性碳吸附、離子交換樹脂、微濾、逆滲透(RO)等技術相繼問世,各有其專長:

活性碳吸附:去除氯氣、異味與部分有機污染物

離子交換樹脂:軟化水質,去除鈣鎂離子,減少水垢

微濾技術逆滲透(RO)技術:攔截細菌與部分微生物,過濾重金屬與污染物等

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這些技術相互搭配,能夠大幅提升飲水安全,然而,無論技術如何進步,濾芯始終是濾水設備的核心。一個設計優良的濾芯,決定了水質能否真正被淨化,而現代濾水器的競爭,正是圍繞著「如何打造更高效、更耐用、更智能的濾芯」展開的。於是,最關鍵的問題就在於到底該如何確保濾芯的效能?

濾芯的壽命與更換頻率:濾水效能的關鍵時刻濾芯,雖然是濾水器中看不見的內部構件,卻是決定水質純淨度的核心。以德國濾水品牌 BRITA 為例,其濾芯技術結合椰殼活性碳和離子交換樹脂,能有效去除水中的氯、除草劑、殺蟲劑及藥物殘留等化學物質,並過濾鉛、銅等重金屬,同時軟化水質,提升口感。

然而,隨著市場需求的增長,非原廠濾芯也悄然湧現,這不僅影響濾水效果,更可能帶來健康風險。據消費者反映,同一網路賣場內便可輕易購得真假 BRITA 濾芯,顯示問題日益嚴重。為確保飲水安全,建議消費者僅在實體官方授權通路或網路官方直營旗艦店購買濾芯,避免誤用來路不明的濾芯產品讓自己的身體當過濾器。

辨識濾芯其實並不難——正品 BRITA 濾芯的紙盒下方應有「台灣碧然德」的進口商貼紙,正面則可看到 BRITA 商標,以及「4週換放芯喝」的標誌。塑膠袋外包裝上同樣印有 BRITA 商標。濾芯本體的上方會有兩個浮雕的 BRITA 字樣,並且沒有拉環設計,底部則標示著創新科技過濾結構。購買時仔細留意這些細節,才能確保濾芯發揮最佳過濾效果,讓每一口水都能保證潔淨安全。

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濾芯本體的上方會有兩個浮雕的 BRITA 字樣,並且沒有拉環設計 (圖片來源 / BRITA)

不過,即便是正品濾芯,其效能也非永久不變。隨著使用時間增加,濾芯的孔隙會逐漸被污染物堵塞,導致過濾效果減弱,濾水速度也可能變慢。而且,濾芯在拆封後便接觸到空氣,潮濕的環境可能會成為細菌滋生的溫床。如果長期不更換濾芯,不僅會影響過濾效能,還可能讓積累的微小污染物反過來影響水質,形成「過濾器悖論」(Filter Paradox):本應淨化水質的裝置,反而成為污染源。為此,BRITA 建議每四週更換一次濾芯,以維持穩定的濾水效果。

為了解決使用者容易忽略更換時機的問題,BRITA 推出了三大智慧提醒機制,確保濾芯不會因過期使用而影響水質:

1. Memo 或 LED 智慧濾芯指示燈:即時監測濾芯狀況,顯示剩餘效能,讓使用者掌握最佳更換時間。

2. QR Code 掃碼電子日曆提醒:掃描包裝外盒上的 QR Code 記錄濾芯的使用時間,自動提醒何時該更換,減少遺漏。

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3. LINE 官方帳號自動通知:透過 LINE 推送更換提醒,確保用戶不會因忙碌而錯過更換時機。

在濾水技術日新月異的今天,濾芯已不僅僅是過濾裝置,更是智慧監控的一部分。如何挑選最適合自己需求的濾水設備,成為了健康生活的關鍵。

人類對潔淨飲用水的追求,從未停止。19世紀,隨著城市化與工業化發展,水污染問題加劇並引發霍亂等疾病,促使濾水技術迅速發展。20世紀,氯消毒技術普及,進一步保障了水質安全。隨著科技進步,現代濾水技術透過活性碳、離子交換等技術,去除水中的污染物,讓每一口水更加潔淨與安全。

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(圖片來源 / BRITA)

今天,消費者不再單純依賴公共供水系統,而是能根據自身需求選擇適合的濾水設備。例如,BRITA 提供的「純淨全效型濾芯」與「去水垢專家濾芯」可針對不同需求,從去除餘氯、過濾重金屬到改善水質硬度等問題,去水垢專家濾芯的去水垢能力較純淨全效型濾芯提升50%,並通過 SGS 檢測,通過國家標準水質檢測「可生飲」,讓消費者能安心直飲。

然而,隨著環境污染問題的加劇,真正的挑戰在於如何減少水污染,並確保每個人都能擁有乾淨水源。科技不僅是解決問題的工具,更應該成為守護未來的承諾。濾水器不僅是家用設備,它象徵著人類與自然的對話,提醒我們水的純淨不僅是技術的勝利,更是社會的責任和對未來世代的承諾。

*符合濾(淨)水器飲用水水質檢測技術規範所列9項「金屬元素」及15項「揮發性有機物」測試
*僅限使用合格自來水源,且住宅之儲水設備至少每6-12個月標準清洗且無受汙染之虞

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在開槍時「打卡」:穿戴式科技追蹤槍擊犯
劉珈均
・2015/11/25 ・1791字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 534 ・七年級

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科幻電影中常見主角穿戴輕薄短小、造型簡潔前衛的配飾,幾下帥氣操作與嗶嗶聲,就能紀錄、傳輸資料訊息。電影中的奇幻情節往往反映人類願望之所在,穿戴式科技讓這樣的渴望漸漸實現,讓數位與現實世界的互動更加豐富而自然,許多商業或科技雜誌也預測穿戴式科技將成為下一波主流的峰頭浪尖。

不少科技廠商與學術單位相繼投入研究,拓展穿戴式設備的應用範圍,賓夕法尼亞大學犯罪學教授查爾斯洛弗勒(Charles Loeffler)提出在罪犯佩戴的電子監控裝置中嵌入加速度計,能準確的偵測穿戴者開槍動作,自動回報槍擊地點,縮短警政部門反應時間。

一些假釋或緩刑出獄的罪犯必須穿戴電子監控裝置,以便警察或法院人員追蹤他們後續行動。但查爾斯洛弗勒說,儘管有這些預防措施,這些在社會服刑的人仍得為全美國近半數的槍擊案訴訟負責。若在現行監控設備上結合既有科技,便能在他們開槍時記錄並回報,有效阻止槍手。

洛弗勒在線上期刊《PLOS ONE》發表研究報告,提出一種穿戴式的加速度計,可用來追蹤是否有人開槍。它長得就像慢跑者常用來追蹤記錄路徑距離的東西,槍擊發生時,它便在讀取裝置上顯示出不易忽視的圖樣讀數。「一發射擊的過程相當鮮明。為了瞄準,你會盡力保持靜止,緊接著下一瞬間,你的手掌、手腕、手臂經歷一股衝擊力道的移轉。」洛弗勒對電力電子工程師協會的雜誌《科技綜覽》(IEEE Spectrum)解釋。

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洛弗勒在線上期刊 PLOS ONE 發表研究報告,提出一種穿戴式的加速度計,可用來追蹤是否有人開槍。它長得就像慢跑者常用來追蹤記錄路徑距離的東西,槍擊發生時,它便在讀取裝置上顯示出不易忽視的圖樣讀數。

為了測驗手槍槍擊的加速度計讀數和其他類似動作有所區別,洛弗勒召集了十位賓夕法尼亞大學校警部職員,他們手腕戴著加速度計,嘗試多種品牌與口徑的槍枝,口徑0.22英吋的左輪手槍到口徑0.45英吋的柯特半自動手槍都是實驗對象。洛弗勒接著比較另一組樣本數據,該組人馬佩戴相同裝置出外度過尋常一天,執行粗重的建築工作,包括使用一把口徑0.22英吋的火藥釘槍。

火藥釘槍與小型手槍皆受相同的火藥驅動,這正是證明加速度計能輕易識別槍枝的良好對照組。「在釘槍內部,0.22英吋火藥並不是用來推進子彈,而是當作活塞。」洛弗勒說:「從數據分析來看,活塞撞擊釘槍的情況與槍擊差異很大,因為機械學的力量傳導不同。」

洛弗勒的實驗展示了槍擊的幾個識別因素,第一是加速計能感測槍管內迅速膨脹的氣體與外部空氣相遇時產生的槍口爆擊;它也善於偵測能量釋放時傳導至上臂的反作用力,以及子彈射出時,槍口端往上抬移的力道。不論槍枝的樣式或口徑為何,這三個因素加在一起構成了槍擊的識別標誌。洛弗勒的資料也顯示了槍擊偵測不容易出錯,研究中測試了357發槍擊,只有三發被誤認為其他活動;錯誤肯定的狀況也很少,在693種其他情境中,僅三次被誤認為槍擊。若再更進一步改良,該技術甚至有潛力辨別出槍擊是由什麼口徑的槍枝擊發。

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加速度計若結合追蹤假釋犯行蹤的感測器,透過全球定位系統,它可在佩戴裝置的人開槍時立即發警報給警政部門。這節省了當局收到報案後,交叉比對槍擊地點與鄰近追蹤器下落的時間與精力,為警察清楚指出哪些被追蹤者並不在槍案現場,也可能阻止了被監控者將開槍擺在首要行為考量,進而減少槍擊犯罪。洛弗勒與同事正在賓州工程部探索將加速度計嵌入既有監控裝置的可行性,因監控器與加速度計已被設計得相當小巧、適於穿戴、不耗電,他們在設計測試版本時沒有預見太多困難。他說若要特製這樣的監控裝置,較大的挑戰在於說服法院和警政部門採納此技術。

洛弗勒說:

政府部門是否願意採納此技術取決於他們有多理解它的價值。

這成本會比往常的作法更昂貴,比較可能佈署這類東西的是那些宣稱要處置槍枝暴力問題、相關法院和警政部門有良好整合的地方。

(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫-智慧生活與前沿科技科普知識教育推廣」執行團隊撰稿)

責任編輯:鄭國威|元智大學資訊社會研究所
審校:陳妤寧

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本文原發表於行政院科技部-科技大觀園「科技新知」。歡迎大家到科技大觀園的網站看更多精彩又紮實的科學資訊,也有臉書喔!

延伸學習:
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劉珈均
35 篇文章 ・ 1 位粉絲
PanSci 特約記者。大學時期主修新聞,嚮往能上山下海跑採訪,因緣際會接觸科學新聞後就不想離開了。生活總是在熬夜,不是趕稿就是在屋頂看星星,一邊想像是否有外星人也朝著地球方向看過來。

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看手機就能知道寶寶的脈搏
營養共筆
・2014/04/17 ・431字 ・閱讀時間少於 1 分鐘 ・SR值 476 ・五年級

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pulse3
圖片來源:Owlet 官網

文 / Casual

健康穿戴裝置不是大人的專利,現在也有嬰兒用的了喔。

Owlet 是一種專門為嬰兒打造的穿戴裝置(襪子),只要穿著,你就能藉由智慧型手機或是電腦知道寶寶的脈搏、血氧量、體溫以及翻身警告。對於嬰兒的照顧者來說,我想翻身警告是個相當棒的功能吧!

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圖片來源:Owlet 官網

OWLET 的應用

透過藍牙 4.0 傳給你的智慧型手機,如果你的手機不支援此規格的藍牙傳輸的話,它也付給你一個 USB 的接受器,插在電腦上,就能透過電腦來接收 Owlet 的資料,並從螢幕觀看。

若你處在 wifi 的環境,經過設定後,監測到的資訊能夠傳到雲端裡,你就能從其他的裝置或電腦查看。當你帶寶寶去看醫生的時候,就能很方便地把寶寶最近的數據提供給醫生,對於醫師的診斷或許會有所幫助。

來看看影片的介紹吧~

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https://www.youtube.com/watch?v=q-5YDBp63uk

 

轉載自營養共筆

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營養共筆
86 篇文章 ・ 3 位粉絲
應該是有幾個營養師一起寫的共筆,內容與健康議題有關。可能是新知分享、經驗分享或是有的沒的同學們~如果對寫這個共筆有興趣的話,歡迎一起豐富它的內容喔。