¿Qué dispositivos portátiles te ayudan a mantenerte saludable?
En la ceremonia inaugural del Mundial de 2014, el primer gol no fue ni una estrella de renombre ni un jefe de una asociación de fútbol, sino un adolescente paralizado que utilizó un exoesqueleto mecánico y un casco controlado mentalmente. Anota este glorioso kilometraje de vida. Entonces, ¿cómo lo hizo? ¿Cómo se puso de pie este adolescente paralítico y pateó la pelota con fuerza? ¿Cómo podemos conseguir un tratamiento médico más rápido y completo sin salir de casa? ¿Cómo podemos vivir más sanos? En la era actual de las redes 4G, el Internet de las cosas y los sensores, ¿qué tipo de vitalidad inyectarán estas tecnologías a los equipos médicos?
¡Levántate con ellos!
¿Cómo mueve un niño brasileño paralítico sus piernas, que originalmente eran incontrolables? Se basa en tecnología "controlada por la mente" y tecnología de "impresión 3D". La impresión 3D, una tecnología que ya no es desconocida para todos, es un tipo de tecnología de creación rápida de prototipos que se basa en archivos de modelos digitales y utiliza materiales adhesivos como metal en polvo o plástico para construir objetos imprimiendo capa por capa. La impresión 3D generalmente se realiza utilizando impresoras de materiales de tecnología digital. A diferencia de la impresión tradicional en papel bidimensional, los objetos impresos en 3D son tridimensionales. Siempre que tengas suficientes materias primas, es fácil imprimir coches y órganos. ¡Algunas personas incluso lo utilizan para imprimir frutas!
En el laboratorio de impresión 3D Idea-2-Product de la Universidad Estatal de Colorado, investigadores han desarrollado cascos para controlar exoesqueletos. Los electrodos colocados en el casco corresponden a diferentes posiciones en la cabeza de la persona para ayudar a su cerebro a comunicarse mejor con los electrodos. Debido a que los cascos deben personalizarse para adaptarse a la cabeza del usuario, los investigadores utilizaron tecnología de impresión 3D para ayudar a crear el forro del casco. Este forro debe poder proteger la cabeza y los electrodos, y debe coincidir con el casco. Cuando la adolescente paralizada piensa en caminar, los electrodos transmiten señales cerebrales a una pequeña computadora, que lleva en la espalda como una mochila, y la computadora convierte esas señales de comando inalámbricas en movimiento.
Cuida tu salud
¿Te dejó estancado una ceremonia de inauguración tan singular del Mundial de Brasil? Entonces, ¿qué comodidades médicas podemos disfrutar las personas comunes y corrientes al confiar en la tecnología inteligente? Se trata de dispositivos portátiles. ihealth, una marca de una empresa china de electrónica médica, lanzó dos dispositivos médicos portátiles antes de la inauguración del CES (Salón Internacional de Electrónica de Consumo) en 2014, a saber, un monitor de presión arterial ambulatorio y un oxímetro de pulso portátil.
Tensiómetro ambulatorio
La hipertensión es causa directa de muchas enfermedades cardiovasculares de alto riesgo. En la sociedad moderna, los ancianos a menudo se quedan solos en sus casas vacías y sus hijos no pueden cuidar de ellos. Es más, pueden sufrir de "presión arterial de bata blanca" (es decir, presión arterial normal pero con un aumento repentino de la presión arterial). ver a un médico). La sociedad necesita urgentemente equipos portátiles para medir la presión arterial y han surgido monitores de presión arterial portátiles. Entonces, ¿qué es la presión arterial? La presión arterial se refiere a la presión lateral por unidad de área ejercida sobre la pared del vaso sanguíneo cuando la sangre fluye dentro del vaso sanguíneo. Dado que los vasos sanguíneos se dividen en arterias, capilares y venas, existen presión arterial, presión capilar y presión venosa que generalmente se refiere a la presión arterial.
El tensiómetro utiliza sensores para detectar pequeños cambios en la presión del manguito causados por las vibraciones de la pared de la arteria humana. El método más utilizado es el método de oscilación. El principio básico es utilizar el manguito atado al. brazo a La bomba de aire infla el manguito para bloquear la propagación de pulsaciones en los vasos sanguíneos. Después de alcanzar una cierta presión (generalmente 124 ~ 316 kPa), comienza a desinflarse. Cuando la presión del aire alcanza un cierto nivel, el flujo sanguíneo puede pasar. a través de los vasos sanguíneos y habrá una cierta cantidad de ondas de oscilación que se desinflan gradualmente, la onda de oscilación se hace cada vez más grande y luego se desinfla nuevamente. Dado que el contacto entre el manguito y el brazo se vuelve cada vez más flojo, se detecta la presión y la fluctuación. por el sensor de presión se vuelven cada vez más pequeños, y el sensor de presión puede detectar en tiempo real la presión y las fluctuaciones dentro del brazalete.
La onda de oscilación se propaga a través de la tráquea hasta el sensor de presión de la máquina. Después de la amplificación correspondiente, los circuitos de filtro, la conversión de señal analógica/digital, el control del procesador central y otros enlaces de procesamiento, la señal de pulsación y la señal de presión en la ruta del aire se transmitirán. el brazalete se convierte en una señal digital y luego se procesa para obtener datos de presión arterial, como la presión arterial sistólica, la presión arterial diastólica y la presión arterial media. Este monitor de presión arterial ambulatorio se puede conectar a un dispositivo móvil a través de Bluetooth o USB, cargar datos al personal médico y el usuario lo usa al aire libre para proporcionar un control de la presión arterial las 24 horas.
2. Monitor portátil de saturación de oxígeno en sangre
La saturación de oxígeno en sangre es el porcentaje de la capacidad de oxihemoglobina (HbO2) en la sangre con respecto a la capacidad total de hemoglobina (Hb). ciclo respiratorio. Muchas enfermedades respiratorias pueden provocar una disminución de la saturación de oxígeno en la sangre humana, lo que puede amenazar la vida de las personas en casos graves. Entonces, el principio básico de este monitor de saturación de oxígeno en sangre es: la oxihemoglobina y la hemoglobina reducida en la sangre tienen diferentes características de absorción en los rangos del espectro de luz visible y del infrarrojo cercano. La hemoglobina reducida absorbe más luz de frecuencia roja y absorbe más luz de frecuencia roja. absorbe menos luz de frecuencia infrarroja; mientras que la oxihemoglobina absorbe menos luz de frecuencia roja y más luz de frecuencia infrarroja. De esta manera, la saturación de oxígeno en sangre se puede medir en función de la diferencia en la absorción de luz roja y luz infrarroja por parte del cuerpo humano.
Un sensor de oxímetro típico tiene un par de LED que se enfrentan a un fotodiodo a través de una parte translúcida del cuerpo del paciente (generalmente la punta de un dedo o el lóbulo de la oreja). Uno es un LED rojo con una longitud de onda de 660 nm; el otro es infrarrojo con una longitud de onda de 940 nm. El porcentaje de oxígeno en sangre se calcula midiendo la luz de estas dos longitudes de onda con diferentes tasas de absorción que atraviesan el cuerpo. El monitor de saturación de oxígeno en sangre portátil utiliza conversión de señal digital/analógica para controlar las fuentes de luz duales LED para emitir luz alternativamente. Utiliza el receptor de conversión de frecuencia óptica como sensor para convertir la señal de intensidad de la luz en una señal de frecuencia, que se envía directamente a. el microcontrolador para la recogida. El resultado se calcula según el principio de reflexión y luego los datos se envían como una señal inalámbrica. Algunos monitores de saturación de oxígeno en sangre también realizan procesamiento de cálculos para eliminar la interferencia obtenida en entornos dinámicos, lo que hace que los datos de saturación de oxígeno en sangre sean más precisos.
La empresa estadounidense SPOMedical ha lanzado un "reloj de oxígeno en sangre" que puede controlar la saturación de oxígeno en sangre del usuario durante el sueño, reduciendo así el riesgo de obstrucción respiratoria durante la noche en personas que padecen apnea del sueño. El monitor de saturación de oxígeno en sangre portátil iHealth es más conveniente. Monitorea continuamente la saturación de oxígeno en sangre y la frecuencia del pulso del usuario. Está equipado con un sensor en la punta del dedo y está conectado a un dispositivo de muñeca para monitorear las condiciones diarias normales del usuario durante la actividad. o de noche.
Soy una camiseta, pero no soy sólo una prenda de vestir
Si crees que usar estos monitores y dispositivos inalámbricos todavía es demasiado problemático, ahora existe una solución más sencilla. uno - Camisetas. Tomemos como ejemplo HealthWatch, una nueva empresa médica y de salud israelí, su camiseta inteligente tiene un sensor de electrocardiograma (ECG) incorporado, que tiene la función de un electrocardiógrafo de 3 a 15 canales. Normalmente, los médicos sólo pueden determinar formalmente si un paciente tiene una enfermedad cardíaca después de que se somete a un examen de electrocardiograma de 12 canales. A menudo pasa mucho tiempo desde que el paciente informa su condición hasta que recibe el examen. Si un paciente se pone esta camiseta inteligente, el cardiólogo puede recibir los datos del ECG enviados por la camiseta en tiempo real. De esta manera, los médicos pueden comprender la condición del paciente de manera rápida y precisa para poder brindar planes de tratamiento oportunos. Esta camiseta mágica también se puede lavar y secar a máquina. Tiene un componente electrónico incorporado que puede almacenar hasta 70 horas de datos o transmitirlos de forma inalámbrica a un teléfono inteligente Android. Por supuesto, antes de lavar la camiseta, el usuario primero debe sacar el componente electrónico. Además, las camisetas se pueden lavar al menos 50 veces sin dañarse.
Además de rastrear los signos vitales del cuerpo, la camiseta inteligente desarrollada por OMsignal también puede registrar el consumo de calor y los niveles de estrés del cuerpo. Esto elimina la molestia de usar cinturones inteligentes, correas de mano y otros dispositivos. Después de todo, todos tenemos que vestirnos y salir. De hecho, su principio de funcionamiento también es muy sencillo.
Las camisetas inteligentes están tejidas con fibras ópticas y cables y tienen integrados pequeños sensores. Los sensores integrados en el tejido pueden registrar más de 30 parámetros fisiológicos cardiorrespiratorios durante las actividades diarias del usuario. Entre ellos, el método de pletismografía por inducción se utiliza para emitir continuamente corrientes de alta frecuencia y baja intensidad al conjunto de cables dispuestos sinusoidalmente incrustados en el pecho y el abdomen del abrigo para monitorear las condiciones respiratorias y se utiliza la señal de ECG de un solo canal recopilada; calcular la frecuencia cardíaca; y la aceleración tridimensional se utiliza para calcular la frecuencia cardíaca. La computadora detecta la postura del cuerpo y las actividades físicas. La camiseta inteligente puede conectarse a otros periféricos y también puede medir la presión arterial, la saturación de oxígeno en sangre, la temperatura corporal y la temperatura de la piel. Estos datos medidos se transmiten al centro de procesamiento de datos electrónicos de Internet y los resultados del procesamiento se enviarán a los médicos en forma de notas informativas o formas de onda de alta resolución, para que el personal médico pueda monitorear la salud del usuario en cualquier momento y hacer diagnósticos precisos. .
Piel más allá de la piel
Entre los diversos dispositivos portátiles refrescantes mencionados anteriormente, hay un dispositivo clave: el sensor. Puede detectar cambios en las condiciones externas, como calor, frío, velocidad, y responder en consecuencia, al igual que nuestra piel. Los sensores se pueden dividir en sensores piezorresistivos, sensores capacitivos de presión, sensores piezoeléctricos, etc. según sus respectivos principios. La combinación de sensores y tecnología textil se ha convertido en tecnología textil electrónica, de la cual los sensores piezoeléctricos y las fibras ópticas son los más utilizados. El rendimiento de los sensores ordinarios, como los resistivos o capacitivos, se ve afectado por la histéresis mecánica y la histéresis eléctrica del material (o estructura). En comparación con los cables o sensores relacionados, las fibras ópticas no solo no generan calor, sino que también son insensibles a los efectos electromagnéticos. Radiación y no se ven afectados por los fenómenos de descarga, por lo que se utilizan más ampliamente.
Las funciones de sensores, actuadores, componentes electrónicos, fuentes de alimentación y otros componentes en tejidos electrónicos se pueden realizar mediante dos métodos. Uno es combinar sensores tradicionales como microcontroladores, diodos emisores de luz, fibras ópticas y. Sensores piezoeléctricos y similares se integran en tejidos, y otro es el desarrollo de dispositivos basados en materiales orgánicos, concretamente polímeros electroactivos (EAP). El desarrollo de nuevas tecnologías textiles, como el tejido de alambres metálicos, ha acelerado el uso de tejidos electrónicos fabricados con el primer método para conexiones eléctricas, comunicaciones de datos y suministro de energía. Luego, al detectar diferentes señales, se necesitan diferentes sensores, como el fluoruro de vinilideno polimérico, que tiene un coeficiente piezoeléctrico de 24~27pC/N y es el polímero piezoeléctrico más comúnmente utilizado. Detecta pulsos en las arterias carótida y radial, pulsos apicales y sonidos.
En la ceremonia inaugural de la Copa del Mundo en Brasil, que enloqueció a los fanáticos del fútbol, un adolescente brasileño discapacitado confió en tecnología avanzada para marcar el "primer gol". para nuestra salud? ¿Infinitas posibilidades por venir? Érase una vez, los exoesqueletos, los "cascos mágicos" y las camisetas elegantes eran sólo fantasía en las películas de ciencia ficción. ¡Y ahora, los dispositivos médicos portátiles están entrando en nuestra vida diaria, protegiendo nuestra salud de una manera más conveniente, rápida e inteligente!