《電子技術(shù)應(yīng)用》
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天津大學(xué)研發(fā)可穿戴生理信號監(jiān)測和急救系統(tǒng)

2021-06-01
來源:與非網(wǎng)

  與非網(wǎng)6月1日訊 日前,天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院、天津大學(xué)災(zāi)難醫(yī)學(xué)研究院的科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)了可穿戴生理信號監(jiān)測和急救系統(tǒng),通過使用光學(xué)傳感器,可實(shí)時(shí)監(jiān)測參賽選手的體溫、脈搏、呼吸等生理信號,在科學(xué)技術(shù)層面解決了特殊環(huán)境下急救設(shè)備和急救手段缺乏的問題。目前,該系統(tǒng)已通過原理性驗(yàn)證。

  隨著人民生活水平的提升和體育事業(yè)的發(fā)展,越來越多的人參與到體育運(yùn)動(dòng)中,一些極限運(yùn)動(dòng)也逐漸成為流行的大眾健身運(yùn)動(dòng)方式。但隨之而來的也有一些令人痛心的安全事故,為人們敲響了警鐘,特別是近期黃河石林山地馬拉松越野賽出現(xiàn)的悲劇,引發(fā)全社會(huì)對體育項(xiàng)目活動(dòng)安全的關(guān)注。

  研究人員介紹,其研發(fā)的生理信號監(jiān)測和急救系統(tǒng),其檢測的生理信號與手機(jī)或者衛(wèi)星相連,可直接傳輸?shù)酱筚惤M委會(huì)體征監(jiān)測中心,由專業(yè)醫(yī)護(hù)人員實(shí)時(shí)監(jiān)測掌握選手的心跳、體溫等生命體征,以便及時(shí)了解選手的身體狀況。

  據(jù)了解,該可穿戴系統(tǒng)由于光學(xué)傳感器體積小、重量輕,不但可以設(shè)計(jì)成衣物配飾,也可以設(shè)計(jì)成護(hù)腕等輕便裝置,減少對選手運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響。由于光學(xué)傳感器的核心元件是光纖,光纖器件具有抗酸、抗外界電磁干擾等優(yōu)點(diǎn),能夠有效避免汗液對傳感器性能的影響,尤其適用于較長時(shí)間的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。相較于傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)手環(huán),這種設(shè)備監(jiān)測精度高、重量輕、功能全,且更適合極端環(huán)境。

  同時(shí),可穿戴系統(tǒng)上集成有定位系統(tǒng)和自動(dòng)搜索功能。其中自動(dòng)搜索功能基于無線傳感器自組網(wǎng)技術(shù),可在一定范圍內(nèi)自動(dòng)和中控系統(tǒng)組網(wǎng),用于信號傳輸。在手機(jī)信號缺失的山地環(huán)境,當(dāng)配有搜救系統(tǒng)的救援人員手持移動(dòng)中控系統(tǒng),能夠方便查詢選手的位置信號,以便快速到達(dá)被救援人員身邊。

  而一旦參賽選手的體溫和心率產(chǎn)生劇烈變化,遠(yuǎn)程監(jiān)測人員一旦觀察到選手的體溫、心率、呼吸等信號達(dá)到危險(xiǎn)臨界值,會(huì)第一時(shí)間給出停賽指令,并指導(dǎo)選手進(jìn)行有效自救。與此同時(shí),及時(shí)派出專業(yè)救援人員攜帶救援設(shè)備,根據(jù)選手的位置信號實(shí)施定向救援,在救援的黃金時(shí)間內(nèi)到達(dá)選手身邊,挽救選手的生命。運(yùn)用此套系統(tǒng)可以有效避免突發(fā)安全事故、維護(hù)生命安全,確保參賽者第一時(shí)間實(shí)施自救和獲得救援。

  隨著電子技術(shù)的發(fā)展以及人們對老人健康狀況關(guān)注度的不斷提高,越來越多的生理監(jiān)測設(shè)備被研制并應(yīng)用。但現(xiàn)有的生理監(jiān)測設(shè)備存在著監(jiān)測參數(shù)少、價(jià)格昂貴、實(shí)時(shí)性差、便攜性差等實(shí)際問題??纱┐骷夹g(shù)是一種具有信號檢測和處理、信號特征提取及數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ艿挠糜谌梭w狀態(tài)非介入式監(jiān)測的新技術(shù)。它將生命信息檢測技術(shù)與人們?nèi)粘4┐鞯囊挛锵嗳诤?,可以在自然狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)基本生命信息的獲取[1-2]??纱┐骷夹g(shù)具有低生理負(fù)荷、低心理負(fù)荷、可移動(dòng)操作、使用簡便、支持長時(shí)間連續(xù)工作和無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)忍攸c(diǎn),目前已廣泛地應(yīng)用于生理信息監(jiān)測、醫(yī)療救護(hù)和康復(fù)治療等與人類健康息息相關(guān)的領(lǐng)域。因此,利用可穿戴技術(shù)可建立一個(gè)穿戴式的生理監(jiān)測系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)病人心電、呼吸、血壓、體溫等生理參數(shù)的連續(xù)、長時(shí)間監(jiān)測具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值。




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