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「军事佳作社」【无感人体传感】“非接触”改变医疗保健( 二 )


下面介绍一下以开拓新的医疗健康市场为目标推进开发的非接触、非侵袭地测量人体信息的技术 。 不过 ， 人体信息的范围很广 。 从现在的开发事例来看 ， 大多数产品的主要测量对象是心率和脉率注1） 。 因为通过心率可以看出很多问题 ， 心率是重要的人体信息之一 。 比如 ， 可以通过心率推测心理压力的程度和血压等 。
注1）心率是每分钟心脏跳动的次数 ， 脉率是手脚动脉每分钟跳动的次数 。 健康的人的心率和脉率一致 。
众所周知 ， 心理压力的程度可以根据心跳间隔推测出来 。 心跳间隔很规则 ， 说明人处于放松状态 ， 而心跳间隔越不规则 ， 说明压力越大 。 根据这一规律 ， 利用前面提到的富士通研究所的脉搏测量技术 ， “只需在办公室正常利用电脑工作 ， 即可监控心理压力的状态” ， 能实现更有意义的系统 。
另外 ， 前面提到的日本大学和丰田等开发的技术都是在测量脉搏后 ， 利用脉搏数据计算血压 。 丰田是“结合脉搏的传播时间和多种数据库实现了血压推测” ， 而日本大学工学部教授尾股定夫表示 ， “我们不是通过传播时间获得血压数据 ， 而是确立了可通过一个脉搏波形直接计算出血压的算法” ， 虽然双方采用的方法不同 ， 但将脉搏数据转换成血压这一点是相同的 。
图3：根据脉搏计算血压日本大学和丰田等各自开发出了根据非侵袭方式获得的脉搏数据计算血压的技术 。 都是利用LED光获得脉搏数据 。
也就是说 ， 只要能以非接触、非侵袭的方式测出心跳和脉搏 ， 就有望以非接触、非侵袭方法掌握心理压力情况和血压 。 此前 ， 心率一般通过心电图等测量 。 那么 ， 为实现非接触、非侵袭测量心率和脉率 ， 现在正在开发哪些技术呢？根据所利用的技术的种类 ， 主要可分成五种 ， 分别是LED、图像处理、加速度传感器、电磁波、光纤 。
以非接触、非侵袭方式测量心率采用的技术分为LED、图像处理、加速度传感器、电磁波、光纤五类 。 下面就一一加以说明 。
实现单芯片化利用LED测量心跳和脉搏的方法得到了日本大学和丰田等的采用 。 如图3所示 ， 这种方法是在手指等触碰的部分 ， 配置使用LED的发光模块和使用光电晶体管等的受光模块 ， 利用血液中的血红蛋白容易吸收绿色等特定波长的光的特性 ， 用LED照射手指 ， 利用其反射光来检测脉搏 。 这种方法的应用比较广泛 ， 新日本无线已于2013年6月开始销售将绿色LED和光电晶体管集成在一个封装内的通用脉搏传感器 。 另外 ， 日本大学表示 ， 在利用LED测量脉搏的方法中组合使用了该大学的尾股教授开发的“相移法”技术 。 日本大学没有公开具体的机制 ， 不过尾股教授强调 ， “利用相移法可大幅提高信噪比 ， 所以能获得精度极高的脉搏波形 。 正因为如此才能把脉搏转换成血压” 。 自从在MEDICA2012上展出后 ， 全球各地的企业等纷纷对相移法提出咨询 。 尾股教授最近成功地在一枚芯片上集成了含有相移法数据处理的核心部分 ， 他表示 ， 芯片尺寸目前为1cm2见方 ， 不过“数mm见方的小型化也已经有了眉目 。 届时就能安装到便携终端 ， 因此有望实现利用智能手机配备的用作闪光灯的LED ， 用智能手机测量脉搏和血压的方式” 。 日本大学打算在2013年内与合作伙伴合作推出该芯片 。
无需新硬件


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