可穿戴设备的下一步会是电子手表吗？

可穿戴电子产品是消费电子产品的一个分支，在过去十年中有了突飞猛进的发展。这一增长背后的驱动力之一是智能手表等设备为佩戴者提供健康监测功能的能力。

尽管目前的可穿戴设备具有令人印象深刻的健康监测能力，但它们仍有一个不足之处，那就是测量血压。

 

可穿戴设备的一些应用、类型和用途概述。图片由Sam Solutions提供

 

为了解决这个问题，得克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员正在研究一种新型的可穿戴技术。最近，UT Austin的研究人员发表了一篇论文，描述了电子手表及其监测血压的能力，而传统的可穿戴设备通常无法做到这一点。

本文将探讨传统的可穿戴健康监测，它们在哪些方面存在不足，以及电子钱包可能是如何解决问题的。

 

用于健康监测的可穿戴设备

如今，大多数智能手表都配备了健康监测功能，并在很大程度上依赖于相同的光学方法。

在智能手表中进行健康监测的传统方法被称为光电体积描记术，它使用光来测量心率。光体积描记术背后的概念是，我们的血液吸收绿光，所以当心脏跳动，更多的血液流经我们的静脉时，更多的光被吸收。在节拍之间的一段时间内，吸收较少。

 

智能手表使用光电体积描记术监测我们的健康状况。图片由对话和Tim Collins提供

 

智能手表通过将数百个微小的绿色LED照射到我们的皮肤上，然后与敏感的光电二极管耦合，检测绿光的反射来实现这一点。这些测量使智能手表能够确定我们的心率，并使用高级算法推断其他健康信息，如燃烧的卡路里，甚至检测心脏问题，如不规则跳动。

尽管这项技术已经被证明是强大的，但它仍然缺乏一个地方，那就是测量血压，这是医学上最标准和最重要的血液测量之一。由于手表在手腕上的运动以及手表与主要动脉的距离等因素，智能手表往往无法准确测量。

 

什么是数字纹身还是电子纹身？

为了制造一种能够测量血压的可穿戴设备，许多人都将电子手表作为答案。

 

一个来自TAU的电子零售商的例子。图片由TAU提供

 

数字纹身是印刷和柔性电子产品的应用，以在人类皮肤上存在和发挥作用。要做到这一点，电路及其底层基板必须是柔性的。通常，电子纹身会利用金纳米棒、石墨烯或其他带橡胶背衬的聚合物等材料来纹身，然后使用薄膜晶体管制作物理电路。

虽然这项技术仍在开发中，但它在医学应用中已经显示出了很大的前景，在医学应用中将电路直接应用于皮肤可以帮助被动监测几种健康指标，而这是目前不可能的。

 

电子纹身和血压监测的一步

最近，得克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员宣布成功应用电子血压计进行血压监测，成为头条新闻。

在这篇论文中，研究人员描述了他们工作的关键是在受试者手腕上使用CVD石墨烯在200纳米的聚甲基丙烯酸甲酯层上制作的石墨烯纹身。电子纹身的作用是向受试者的皮肤发送交流电，并分析身体的生物阻抗。这个指标与基于血容量的血压变化有关。

 

该电子地图是由德州大学奥斯汀分校的研究人员开发的。图片由德克萨斯大学奥斯汀分校提供

 

为了与纹身互动并控制设备，该团队开发了一种定制的PCB，以实现低噪声生物阻抗传感。他们围绕ARM Cortex M4 MCU构建了PCB，该MCU用于通过板载ADC感测生物阻抗信号，并控制输送电流的频率和振幅。然后，该系统测量通过注入电流调制检测到的电压调制，并使用专门训练的机器学习模型提取生物阻抗。

研究结果令人印象深刻，因为研究人员表明，纹身可以持续300多分钟，同时连续无创地测量血压，舒张压的准确度为0.2±4.5毫米汞柱，收缩压的准确率为0.2±5.8毫米汞柱。

总而言之，这些结果表明，电子购物是有希望的。看看这项技术是如何继续发展壮大的，这将是一件有趣的事情。