隨著適用于各種醫療條件和情況的醫療保健可穿戴設備的激增，患者不可避免地希望他們的可穿戴技術盡可能不顯眼且無憂。作為一個恰當的例子，可以考慮一種新的可穿戴網狀健康監測儀，它取消了“盒子和帶子”結構，盡管這目前仍然是該行業事實上的商業設計標準。這項技術由亞利桑那大學的研究人員開發，具有遠程、低功耗的數據傳輸和接收以及無線充電功能。由于其便攜性，該設備有望成為偏遠地區遠程健康監測的有力選擇。

這項研究的負責人Philipp Gutruf表示，他的團隊正在努力解決臨床級健康監測儀的需求，這些監測儀“在全球所有地區都可以使用，同時保留了設備的不易察覺的特性”。Gutruf是該大學生物醫學工程助理教授。

“There is no large rigid island in this device. All the electronics are distributed in this mesh.”
—Philipp Gutruf, University of Arizona

該設備使用形狀合適的熱塑性聚氨酯網格來測量心率和體溫。該團隊對其進行了3D打印，但Gutruf表示，也可以使用其他制造方法。該套件的一部分還有一個重量輕的電池、一個允許數據傳輸和無線充電的雙工天線，以及直徑不超過6毫米的傳感器。該設備長約15厘米，佩戴在用戶的前臂周圍。Gutruf把它比作穿著一只腳趾末端被剪掉的襪子，只是網眼布非常輕便舒適，幾乎被遺忘了。他稱之為“生物共生（biosymbiotic）”。

其主要倡導者表示，設計提升了可穿戴設備的可穿戴性。Gutruf說：“在這個裝置中沒有大的剛性島。所有的電子產品都分布在這個網格中。它也不依賴粘合劑，而是匹配用戶的身體。”Gutruf補充道：“這使我們能夠遠遠超過貼片所能達到的使用時間限制。”

在這項新技術中，還可以通過一種名為光體積描記術（PPG）的技術進行血流量和血容量監測。

Gutruf說，傳統的PPG傳感器質量很小，可以測量加速度。相比之下，這項技術利用其符合人體的外形來消除他所說的綁在PPG傳感器上的傳統“brick”。他說，該設備的傳感器“位于網格中嵌入的一個微小節點上，該節點非常匹配皮膚。因此，我們可以降低一些濾波要求、過采樣、額外的加速度計處理等……因為我們一開始就有一個非常好的信號”。

更好的LoRa與LoRaWAN

Gutruf說，除了舒適因素外，網狀設計還比典型的商用可穿戴設備實現了更好的操作效率。為了改善通過小數據包的傳輸，該設備對原始傳感器數據進行板載計算。它使用遠程（LoRa）通信協議，研究人員在一個孤立的山區點對點24公里處演示了該協議。“LoRa已經有了很好的設施和技術，”他說，“但考慮到我們制造這款設備的地區已經存在的網絡，選擇LoRa幾乎是一件輕而易舉的事。”

LoRa是物聯網（IoT）部署的主要技術之一。該調制技術最初于2009年構建，基于寬帶啁啾脈沖標準（啁啾擴頻），擅長于在小功率的情況下遠距離傳輸小數據包，理論上最大可達256字節，但因地區和應用而異。

LoRaWAN是位于LoRa物理層之上的媒體訪問控制（MAC）協議，由LoRa Alliance從2015年開始開發和維護。互聯網工程任務組（IETF）于2021年發布了RFC 9011，該標準規定了LoRaWAN使用互聯網協議。

LoRaWAN在醫療保健領域已經建立了良好的基礎。總部位于加拿大卡爾加里的Tektelic提供一種名為eDOCTOR的遠程監測設備，該設備綁在胸部，監測溫度、呼吸、心率、體位和胸部擴張。Tektelic負責銷售和業務發展的副總裁Christian Ulrik表示，該設備非常適合監測新近出院的患者。美國政府最近的統計數據顯示，2016年至2020年間，13.9%的出院患者在30天內再次入院。

Gutruf說，這些LoRaWAN技術加上一系列其他技術，為全球醫療系統無法充分治療的患者帶來了希望。

他說：“我們提供的技術越多，對醫學界來說就越明顯，醫學界就越容易做到這一點。我們越快接受這一點，就越能更好地為那些通常難以獲得優質醫療服務的人提供服務。”

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審核編輯：黃飛

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