[ S17-穿戴式運用專論 ] 案例 第10組 穿戴式血壓測量產品技術 資工三乙403262203王如均

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穿戴式血壓測量  

組員: 403262203 資工三乙 王如均

         403262679 資工三乙 羅柏智

         403262215 資工三乙 鄭愷文

         403262552 資工三乙 黃彥霖

 

根據市場研究機構Transparency Market Research的研究,健康照護與醫療相關的部分,其成長幅度果然是穿戴式應用四個領域中最大的,顯見穿戴式領域中,有關健康照護與醫療相關的部分會是以後發展的主流戰場。

案例分享:

1.Simband (尚未上市)

   Simband是一個健康手環的原型裝置,可嵌入各種感應器來測量使用者的心跳、血糖,或血壓。三星打算開放手環平台予其他的製造商,讓第三方能夠嵌入不同的感應模組,創造不同功能的產品。採用 1.0 GHz 的 ARM 雙核心處理器,同時具備藍牙及 Wi-Fi 連線功能,內建可更換的感應器模組與電池,同時還有一個可以顯示時間、健康相關數據的方形螢幕。但三星表示 Simband 還只是一個參考用的原型裝置,短時間內並不會上市販售,而它的多數零組件都是可拆換的,因此未來 Simband 平台開放給其他第三方廠商之後,會產生更多種不一樣的設計變化性。

2.37度手環2代

   37度健康手環2代主體接觸人體皮膚的一面是由316脫敏不鏽鋼材質打造,很好的避免了接觸皮膚而造成的過敏反應,在監測心率、測量血壓等動作時會發出亮光。採用高精度重力加速度傳感器模塊,心率測量模塊,連續血壓測量技術——Sakya(沙加),以及獨特的架構設計,使得其不僅僅是一款計步功能的手環,更是能夠準確感知你身體血壓的健康助手。不僅是簡單的計步與睡眠監測,37度健康手環2代通過光學心率傳感器,對用戶心率、血壓以及呼吸頻率進行測量,並能對這些數據進行分析,計步、睡眠、血壓、呼吸、情緒、疲勞度等記錄都能陳列出來,點擊之後還能看到此次測量的數據統計,且還會基於這些數據給用戶提供一些健康小建議除了對身體生理指標進行監測外Journey手環能通過對血壓心率及呼吸頻率的綜合測量來對客戶進行疲勞度和情緒的評估。

Sakya:對特定組不同波長的光吸收量變化取得血液流動速率

3.HNE智慧手環

    與37度手環類似,由兩個綠色波長的發光LED和一個光敏傳感器組成。原理是手臂血管中的血液在脈動時,會產生密度改變而引起透光率的變化,藉此變化資訊及手機app運算,即可量測心率及血壓

 

花了將近四千元買了兩隻血壓手環,但數據失準花冤枉錢!雲林許小姐,因為母親有高血壓,上網買了兩隻血壓手環,但使用發現,數據比一般血壓計還要高,連放在桌上數據也在跳動,消保官介入發現,投訴案例不只一起,原來是業者向大陸廠商代理進口,產品出了問題,目前已經承諾退款。

 

 

測量血壓技術:

1.1 通過脈搏波傳導速度確定血壓值

脈搏波是由心髒舒張與收縮導致血壓、血流周期性變化,以及血管壁的彈性形變和震動在動脈系統中的傳播而形成的,血壓水平與脈搏波傳導速度密切相關 。但有學者研究指出,對於不同受試者,脈搏波傳導參數與血壓之間較難建立統一的線性關系模型,需建立個體化參數模型進行測量。目前測量脈搏波傳導速度主要有 3 種方法 :成像法、非成像法和光學法。光學法以其成本低、無創性測量等特征而成為此類可穿戴設備的首選技術。利用脈搏波傳導速度測量血壓基本原理是通過光電傳感器結合數據分析系統進行測量,得到物理參數與血壓關系的數學模型,模型需先經過校准並得到校准參數。基於校准參數,再根據脈搏波的波形參數,通過對模型公式的計算可以得到每個心動周期下的動脈血壓值。

1.2 通過橈動脈扁平張力確定血壓值

對骨骼附近的體表動脈施加外壓時,這部分體表動脈會呈扁平狀態並具備剛性表面性質,此時作用於該表面的外力與體表周圍的動脈壓力近似成正比。因此可以通過安置於體表動脈部位的壓力傳感器來測量壓力,通過動脈壓力的變化波形、動脈搏動的最大及最小信號來計算血壓值。該法適用於測量接近骨組織的淺表動脈,由於橈動脈血管管腔直徑較大且更方便被測量,因此多以測量橈動脈血壓為主。近年來有學者研發出一種利用該原理連續測量橈動脈血壓的腕帶測量設備。其基本原理,見圖 1。

1.3 通過搏動血液容積變化確定血壓值

血液受心髒周期性搏動的影響,其對光的衰減和吸收呈現周期性波動,利用此原理可以實現光信號到電信號的轉變。光電容積描記法是一種基於以上原理的生物醫學傳感器技術,通過實時描記被測部位的光吸收量來獲取外周微血管的血液容積隨心髒搏動而產生的脈動性變化。雖然這種方法可以體現出血液容積的變化,但是生理或病理性原因導致的血管順應性的改變會使測量結果出現偏差,因此該方法還需要測定其他的生理參數,對血壓值進行進一步校准才能滿足測量准確性的要求。

1.4 通過測振法來確定血壓值

此方法通過充氣袖帶局部加壓來檢測血液碰撞血管壁時產生的振動,進而計算出血壓值。其基本過程如下 :袖帶進行充氣,當壓力達到設定值時停止充氣 ;充氣袖帶慢速放氣,此時壓力傳感器記錄脈搏振動幅度並將壓力信號轉變為電信號 ;電信號經過放大、過濾,根據連續變化的脈動壓幅值,可准確測量動脈平均壓,計算後可得到收縮壓與舒張壓的數值。

資料整理:403262203 王如均 

參考文獻:

1.http://www.naipo.com/Portals/1/web_tw/Knowledge_Center/Industry_Economy/...

2.http://www.ithome.com.tw/news/88175

3.http://www.37body.com/

4.https://read01.com/R5zdoE.html

5.https://www.hea.com.tw/infoDetail.asp?id=178