仿生传感技术引领全新健康生活

　　半导体技术的发展使得全新便携和可穿戴式生物感测和监视器件成为可能，这些器件可帮助人们提高医疗水平，有助于养生并推进健身活动的发展。

　　在全世界范围内，人口日趋老龄化，随之而来的是对医疗资源的需求越来越大。根据联合国的人口预测，到2025年，世界上超过五分之一的人口（接近20亿人）将超过60岁。其中很多人生活在发展中国家，在这些国家中，逐渐提高的生活水平也使得60岁以下人群对于公共医疗卫生服务的需求越来越高。在美国，近期的政策变化已经使成百上千万人涌入到越来越拥挤的公共医疗系统，而从全球角度来讲，互联网正在帮助消费者在需要医疗护理时可以有更多的选择余地。这只是其中的几个发展方向，他们突出强调了目前以及未来的几年将更加有效的医疗服务提供给更多人群的重要性。

　　从某种程度来讲，解决资源短缺问题需要更多的医生、护士、医院、药品供应，以及其他一些与治疗相关的基本要素。但是，即使在传统的医院环境中，也需要提高资源和设备的有效性以满足需要。此外，虽然有可能提供必要的医疗人员和设施，但是也需要人口中的每个个体更加注意个人健康。人们必须关心自身的健康状况，从而通过保持健康和良好的身体状态来限制他们对于某些专业医疗服务的需要。社会作为一个整体，在北美和全世界范围内，在我们寻求全新的解决方法来应对我们所面临的巨大医疗挑战的时候，我们必须学会引领更加健康的生活方式。在临床和住所环境内，能够帮助我们应对这些挑战的一个重要因素就是电子技术，其中包括诸如居家和外出活动时可使用的生物激励感测和健康监视领域所取得的进展。

　　图1.高端医疗设备中的 IC 技术的快速变化可实现廉价的全新健康和健身应用。

　　IC 技术的变化

　　如果没有集成电路 （IC） 技术的发展，人们就无法体会到越来越普及的生物感测和电子健康监视所带来的影响。总的来说，是较高端的终端应用将 IC 性能提升到之前无法企及的高度。但是性能只是半导体领域三项创新中的一个（这三项创新的英文表达均以字母P开头），另外两个是功率耗散和价格。这三个方面所取得的进展创造出全新的市场机会。高端性能技术快速成熟，并且被优化为集成度更高、尺寸更小、功效更佳的技术。这些进展可以帮助这项技术从高端系统快速进入更广泛的使用和应用领域。同时，这个周期循环往复，随着针对高性能系统的全新技术被再次开发出来，这个周期将一直持续下去。

　　现如今，这一迁移发生在健康技术的多个领域。例如，在图1中，大约在1903年开发出的实用心电图 （ECG） 体积非常大并且不可移动，病人需要将四肢浸入到装有盐溶液的容器中来记录 ECG。虽然基本原理并未发生变化，但这个电子仪器已经从笨重的实验室装置发展成为任何一家医院均在使用的小巧电子系统。并且，他还在进一步演变为传统医院环境之外的广泛生物感测和生物激励应用，其中包括运动手表，甚至是游戏系统。在这些应用中，心率被用来监测玩家在游戏难度发生变化时的实时情感状态。

　　跟踪我们健康状况的新方法

　　随着这项技术的不断演变，基于模拟和嵌入式处理技术的电子系统使得人们能够以全新的方式将生物感测和健康监视融入到他们的日常生活中。按照图2所示，如今的电子器件佩带起来并不难看，甚至可以说很时尚，佩带的地点可以是手腕、腿部、胸部或身体的其他部位，或者与感测个人数据的便携式电子配件组合在一起。这些器件与处理、存储和显示信息的智能手机应用或者其他中央程序经常无线通信。这些类型的个人和可穿戴式感测电子元器件是消费类和家用健康产业的主要趋势。从未像现在这么容易地通过可穿戴式电子器件关注自己的身体数据并对自己的健康负责。

　　图2.目前半导体技术的发展可实现可靠、连续的健康监控。

　　这些数据中的很多内容包含看起来比较传统的脉搏、脉动血氧水平、血糖度和其他生命体征的读数，这些读数可以帮助人们了解自身的健康状况。不过，即使在这些传统生物感测应用中，可穿戴式无线电子器件可会有全新的使用方法。例如，在早些年，心律不齐或者特定的心律失常的诊断会是一个问题。如果在医院进行ECG时心律失常并未出现，那么医生在相当长的时间内很难知道这个健康问题。如今，事件监视器已经出现，并且能够在正常活动时佩带，直到这一症状很明显并被仪器记录下来。通常情况下，佩带时间会最多持续两个月。很多事件监视器会将已记录心脏电活动直接报告给医生。通过这种方法，医生能够将他们的观察范围拓展至临床范围以外，而健康状况保持稳定的病人也就不需要太多的后续就医。

　　由于这些类型器件中所使用的电子电路越来越小、能耗越来越低，未来会出现更多的全新使用和应用。而这些应用将会涉及病人生活的全部健康领域，从而提供预防为主、成本有效性更高的治疗方法。与此同时，廉价的、便捷的监视系统将通过零售商店向大众提供，这使得每个人在保健和养生方面发挥积极作用。

——本文选自电子发烧友网12月《智慧家庭特刊》Change The World栏目。