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智能织物改动传统医疗保健,技能穿插交融支撑

智能织物改变传统医疗保健,技术交叉融合支持-人口老龄化的趋势已经被媒体广泛报道,全球人口出生率持续下降加快了老龄化。这些趋势共同意味着未来几十年能够照顾更大基数老年人口的人数将会更少。在短期内,没有什么可以改变这些社会统计数据,但似乎技术进步能够介入并通过形象化甚至字面上的方式予以帮助。

医师常常告知患者要“倾听”他们的身体,并留意身领会告知您什么。今日,正在开发的技能将真实能够倾听咱们身体,并恰当处理这种信号,以协助确认最佳实施方案。

人口老龄化的趋势现已被媒体广泛报导,全球人口出生率继续下降加速了老龄化。这些趋势一起意味着未来几十年能够照料更大基数晚年人口的人数将会更少。在短期内,没有什么能够改动这些社会统计数据,但好像技能进步能够介入并经过形象化乃至字面上的办法予以协助。

跟着集成半导体尺度不断缩小和功用的不断增强,人工智能、云核算和无处不在的衔接性概念将以突破性的办法结合在一起,然后能够最有利地改动医疗保健职业的情况。各种开展的或许性都十分大,市场需求也在增加,人道本质上也有激烈的志愿作出活泼的改动。

今日,可穿戴技能的典型代表是最常戴在手腕上的小型设备,用于监测活动和佩带者的脉率等统计数据。简而言之,这是一种受认识影响的增强作用。跟着技能的开展,未来的小型设备或许会直接织入咱们所穿的衣服中,然后使其不易影响人类自己,因而更简单被接受。

正如一般所言,智能织物有或许改动咱们监测许多场景的办法,但或许它们最大的潜力在于医疗保健。经过运用技能来监测患者的情况并恰当用药是一个十分活泼的研讨范畴,有一些成果现已开端出现。

感测压力

在伤痛康复期间,身体某个区域施加或许接受的压力或许是特别令人关怀的工作。肿胀是愈合进程的一部分,但有必要加以监测,因为它也或许是继发感染的前兆。相同,假如患者没有定时活动,他们能够敏捷构成压疮,然后按捺愈合进程。答案是要监测患者的创伤及其整体的运动,或许是否缺少这些运动。

达到此意图的一种办法是运用能够织造进床布或衣服的传感器。织造到床上用品的有机硅涂层导电纱线现在正在开发中,它能够监测湿度和运动,并在患者需求照顾时提示护理人员。医院也在运用相同的技能使病床能够依据患者的需求主动移动,然后减轻护理人员的担负。

相同的技能原理也正在被整合到敷料和纱带中,以监测在伤痛康复期身体施加的压力。例如,能够经过监测标明敷料是否太紧,或记载受感染区域的肿胀减轻的速度。

有许多种办法用来丈量给定介质的压力。传统上,是经过丈量约束血液活动所需的压力来记载血压,现在能够运用压力传感器主动履行此进程,其间的压力传感器与用于施加压力的压缩空气并排装置。因而,血压监测仪已成为任何人都能够在舒适的家中运用的消费类设备。将相同的技能整合到运动服装等面猜中其实并不是一个巨大的腾跃。

压力传感器也可用于例如鞋垫等其他方面,能够监测患有周围神经病变的患者的步态和活动,这是一种阻挠大脑接纳来自身体特定区域(例如脚)信息的病情。图1所示为Orpyx的这种体系,它能够记载鞋垫的数据并将其无线传输到智能手机使用程序。经过运用传感器来监测患者脚上的压力并供给反应,能够协助避免构成溃疡。在极点情况下,溃疡或许导致需求截肢。

智能织物改动传统医疗保健,技能穿插交融支撑

图1:Orpyx体系选用嵌入到鞋垫的压力传感器,并经过无线衔接到智能手机

将传感器嵌入敷猜中能够经过丈量皮肤的变形来评价因肢体肿胀而施加的压力,这正是研讨人员现在正在开发的 “智能织物”。

经过将压力监测直接集成到智能织物中,能够更简单地把握长时间的开展趋势,然后有助于前期确诊比如心血管问题等疾病。

愈加智能的石膏

得益于纳米技能的开展,经过监测皮肤电特性的改动来丈量水合作用水平现在现已成为实际。将细微的电线嵌入直接作用于皮肤的可拉伸织物,小型电极能够监测水合作用,并可实时传输信息。相同的技能也能够使用于服装职业。

一种相似而有用的确诊办法能够使用在智能敷猜中,使一个小电流经过人体细胞,并丈量其阻抗,这是一种被称为阻抗光谱技能的十分有意义的扩展。经过丈量细胞在衰变时出现的电容和电阻的改动,可用于创立智能纱带,这样一来褥疮能够在人眼看见之前就能够辨认。

尽管电子技能是智能织物解决方案的重要组成部分,但它也正在与传统医疗保健合作开发,其间包括研讨怎么更有用地用药。来自美国内布拉斯加大学林肯分校(the University of Nebraska-Lincoln)、哈佛医学院(Harvard Medical School)和麻省理工学院的一组研讨人员现已证明,智能敷料不只能够监测创伤,而且还有直接用药的潜力。

该团队将智能敷料解释为首个能够依据药物剂量来进行开释的纱带,如止痛药和抗生素,以及促进愈合和安排再生的药物。实质上,它经过将药物植入凝胶,凝胶又涂覆织造到纱带中的电线。嵌入到纱带中的微操控器操控流过电线的电流,使其加热凝胶并将其载有的药物直接开释到受感染区域。实验现已显示出活泼的作用,该团队正在研讨用集成的传感器来丈量比如葡萄糖和pH值等目标,以使药物传送和开释进程完全主动化。

互联医疗

在整个物联网中,无线衔接供给了一种将数据传输到云的办法,人工智能可用于更好运用“大数据”剖析的趋势。经过将这一进程使用于医疗物联网(IoMT),这些数据终究可用于改进其他患有相似疾病患者的医治办法。

这将需求更全面的办法来运用医疗范畴的技能,将多个学科交融为一个解决方案。

斯旺西大学生命科学研讨所(InsTItute of Life Science, Swansea University)的研讨人员正在研讨怎么将纳米技能最新开展带来的传感器整合到具有5G衔接的智能纱带中,不只能够监测创伤,还能够长途实时监测创伤。该办法还将能够选用3D打印机来制作纱带。

纳米技能正在缩小生物与技能范畴之间的距离,并将成为IoMT的一项实用技能。现在正在进行的研讨包括怎么运用纳米颗粒为身体中的特定细胞供给医治,而且现已显示出一些活泼的成果。在细胞水平上的靶向医治其开始优势之一是身体不再需求在各个部位都代谢药物,这将导致更低的剂量水平,更有用的医治,并终究下降医疗服务的本钱。

医疗范畴的MEMS

MEMS技能现现已过在小型封装中供给准确的3轴、6轴和9轴运动传感而完全刻画了手机职业。相同的技能能够被广泛地用于可穿戴健身追寻器,而MEMS麦克风现已使助听器发生了革命性的改动,但MEMS未来开展潜力更大。

经过将MEMS麦克风直接装置到一次性隐形眼镜上,能够丈量眼睛的眼压(IOP)改动,此改动往往标明角膜形状的改动,或许是青光眼的前期预兆。现在,瑞士公司Sensimed能够供给包括无线通讯在内,且集成有MEMS的IOP传感器。图2显示出该体系包括三个元件:带有嵌入式传感器和变送器(transducer)的一次性隐形眼镜(1),戴在眼睛周围的独自天线(2),以及经过细线衔接(3)的数据记载器(4)。

智能织物改动传统医疗保健,技能穿插交融支撑

图2:Sensimed集成到一次性隐形眼镜中的IOP传感器,该隐形眼镜经过近场通讯(NFC)进行供电和衔接

该体系运用NFC技能为传感器供给无线供电,其足以进行丈量并将信息传回天线。因为不再需求运用硬连线电源(一般是电池),而电源及其衔接往往是体系体积最大的部分,这种办法有或许用于其他各种IoMT设备。经过运用NFC的功用,许多其他类型的传感器以及操控它们所需的微电子设备能够同时嵌入到智能织物中。

定论

智能织物正在改动传统医疗保健的性质,并现已遭到史无前例的技能穿插交融的支撑。尽管许多使用依然只局限于研讨实验室,但其开展速度在不断加速,医疗物联网具有十分大的使用潜力来永久改动传统的医患联系。

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