創(chuàng)新醫(yī)療保健 看人體傳感器如何消除痛感（二）

　　心沖擊圖是指，伴隨心臟的物理運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的微弱體動(dòng)。如圖5（b）所示，與心臟的電氣運(yùn)動(dòng)——心電圖相比，心沖擊圖的峰值稍晚一些出現(xiàn)。利用體重計(jì)型裝置或床上配備的加速度傳感器檢測(cè)這一動(dòng)作，進(jìn)而就能得到心率。

　　據(jù)村田制作所傳感器事業(yè)部第2傳感器商品部FAE課木村正幸介紹，由于BCG是極其微弱的動(dòng)作，因此采用了“精度是普通加速度傳感器約50 倍”的傳感器?？梢詸z測(cè)加速度為0.001G的微弱振動(dòng)。村田制作所稱之為傾斜傳感器，由其2012年1月收購的VTI Technologies公司（現(xiàn)為Murata　Electronics公司）制造，是用于鏟車等建筑機(jī)械、醫(yī)療設(shè)備及飛機(jī)用測(cè)量系統(tǒng)等的傳感器。

　　在展會(huì)上，村田制作所還公開了根據(jù)測(cè)量的心跳間隔提示心理壓力程度的演示。該公司打算向設(shè)備廠商等供貨配備傾斜傳感器的模塊，計(jì)劃2013年內(nèi)與設(shè)備廠商共同推進(jìn)實(shí)證試驗(yàn)，2014年實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。

選擇可與移動(dòng)通信共用的2.4GHz頻帶

　　（4）為利用電磁波測(cè)量心率的技術(shù)，歐姆龍健康醫(yī)療的睡眠儀就屬于其中之一。該公司的堤正和表示，“目前市場(chǎng)上的產(chǎn)品只是觀察與睡眠有關(guān)的呼吸的情況，并不能測(cè)出心跳，不過，如果導(dǎo)入可補(bǔ)償人體動(dòng)作的濾波處理以及噪聲去除等技術(shù)，技術(shù)上來說也能用來測(cè)量心跳”。心跳的動(dòng)作比呼吸和體動(dòng)等還要小，因此如果能去除這些噪聲成分，或提高測(cè)量精度，就能以相同的技術(shù)實(shí)現(xiàn)心跳測(cè)量。

　　向人的胸部等發(fā)送電磁波，根據(jù)反射波和入射波之間的相位差檢測(cè)體表動(dòng)作——著眼于這一原理的不僅僅是歐姆龍健康醫(yī)療。阿爾卑斯電氣開發(fā)的 “RF運(yùn)動(dòng)傳感器”就是利用2.4GHz頻帶的電磁波測(cè)量心跳等（圖6）。該傳感器沒有內(nèi)置天線，而是另行準(zhǔn)備。該公司技術(shù)本部H計(jì)劃第1部部門經(jīng)理佐藤茂介紹說，“現(xiàn)在正在根據(jù)設(shè)備廠商等的評(píng)價(jià)進(jìn)行改善。將研究應(yīng)該追求何種程度的精度”。計(jì)劃2014年開始量產(chǎn)。

　　圖6：利用2.4GHz無線電波測(cè)量心跳和呼吸

　　阿爾卑斯電氣開發(fā)出了利用2.4GHz無線電波非接觸測(cè)量心跳和呼吸的技術(shù)（a）。在該公司開發(fā)的“RF運(yùn)動(dòng)傳感器”上組合使用天線（b）。

　　之所以選擇2.4GHz頻帶，是為了兼顧人體信息的測(cè)量和測(cè)量數(shù)據(jù)的通信。歐姆龍健康醫(yī)療開發(fā)出了把向人體發(fā)送的檢測(cè)電磁波用作數(shù)據(jù)通信波的試制品。

　　憑借10.5GHz頻帶和MIMO提高精度

　　九州大學(xué)開發(fā)出了利用10.5GHz頻帶電磁波測(cè)量心跳的技術(shù)（圖7）。選擇10.5GHz是“因?yàn)槠洳ㄩL(zhǎng)比2.4GHz短，在小型化和分辨率（精度）方面占優(yōu)勢(shì)”（九州大學(xué)的間瀨）。

　　圖7：利用10.5GHz無線電波測(cè)量駕駛員的心跳和心理壓力狀態(tài)

　　九州大學(xué)開發(fā)出了利用10.5GHz無線電波非接觸測(cè)量駕駛員的心跳和心理壓力狀態(tài)的技術(shù)（a）。（b）為利用該技術(shù)和ECG分別測(cè)出的心跳變化指標(biāo)（判斷壓力狀態(tài)的指標(biāo)）。