IoT服裝面料:下一代穿戴式裝置
作者 : John Koon,EE Times Europe特約作者
2021-05-26
設計IoT面料並擴大其生產規模面臨巨大困難,但它的價值也顯而易見——將IoT的強大力量帶入我們的日常生活中。這種技術有著無限多種可能的應用,想像可能受限,但其潛能無限...
穿戴式電子產品如今已越來越流行了,如Apple Watch、Fitbit以及其他生命徵象監測儀。與此同時也出現了另一種創新產品,即內建電子元件和感測器的物聯網(IoT)服裝面料。這些面料可用於製作監測生命徵象的服裝。那麼,這種創新會帶來哪些機會與挑戰呢?
為什麼需要穿戴式裝置?
隨著IoT的爆炸性成長,穿戴式裝置的應用前景十分誘人,因而成為最新的IoT前瞻產品(圖1)。穿戴式裝置的優勢在於其便利性、易用性和即時的服務。但是,除了當前的既有應用,如果還想進一步拓展穿戴式裝置的其他應用,仍面臨著艱巨的設計與開發挑戰。
傳統的健康照護穿戴裝置:Apple、Fitbit
穿戴式IoT裝置主要包括四種類型:健康、娛樂、追蹤、在地化以及安全性。目前,蘋果(Apple)和Fitbit等公司提供了休閒娛樂型穿戴式裝置,可用於協助使用者監測自己的體重和運動量。醫療級穿戴式裝置能讓醫師遠端監測患者的健康狀況,這屬於第一類。實際上,穿戴式裝置可以實現更多的功能,例如為老年人提供緊急照護、監控嬰兒,或在臨床試驗期間協助收集資料。
新型穿戴式裝置較隱密且更舒適
新型穿戴式裝置將為使用者提供更多的選擇,不僅能像腕錶那樣戴著,還可以嵌入到戒指、手鐲、皮帶和眼鏡等其他配件中,對於那些不願展露其穿戴式裝置的使用者來說,這樣的穿戴方式更具隱藏性。
在服裝面料中嵌入感測器
嵌入IoT感測器最不易被察覺的方式是將它們嵌入襯衫、褲子、襪子或鞋子的面料中。能夠折疊拉伸的彈性服裝中可以嵌入收集資料的電子元件。當皮膚或汗液接觸到面料即可產生資料,其中可能包含穿戴者的心率、血壓、血糖值、血氧濃度、體溫和活動量等。例如,醫療技術新創公司Rhaeos最近開發了一種穿戴式裝置,用於對腦積水患者進行無創監測。此外,穿戴式裝置還可用於監測、追蹤和保護消費者家人。
嬰兒猝死症是很多新手父母的噩夢,它是一種比較罕見但十分嚴重的情況,尤其是原因仍然未知。大多數(即使不是全部)的父母都會半夜起床檢查新生兒的呼吸,這讓他們疲憊不堪且睡眠不足。相較於傳統的嬰兒監護儀,讓嬰兒穿上由IoT面料製成的衣服,透過應用程式(APP)來追蹤嬰兒的呼吸,可以讓父母放心並得到更好的睡眠(圖2)。這種APP會在嬰兒出現呼吸異常或呼吸停止時提醒父母。總部位於美國紐約的新創公司Nanit已經為新生兒和疲憊不堪的父母開發了這種穿戴式面料。
IoT面料還可用於追蹤老人、醫院患者和兒童。面料中的GPS追蹤器可以發送警示,例如,當老人癡呆症患者迷路或青少年未在預期時間到達目的地時,就會發出警示。這種穿戴式裝置還可以用於高風險環境,例如建築工地或登山探險,在這些環境中掌握每個人的行蹤至關重要。
用IoT面料製成的服裝與人體接觸點很多,因此與其他類型的穿戴式裝置相較,也可以提供更多功能。例如,IoT襯衫不僅可以監測用戶的心律和活動量,還可以獲取血氧濃度和血糖值等資料。
有了這樣的產品,就可以對使用者進行更全面的監測,而且也可能更準確。
設計挑戰
開發新興產品無疑地令人興奮,但同時也充滿挑戰。除了靈活且易於使用的人機介面外,IoT面料還必須耐用、準確,而且能夠進行能量的自我補給。
耐用性:震動、碰撞、日常磨損且可機洗
用IoT面料製成的襯衫一旦穿在人們身上,那麼這件襯衫(或其他任何IoT服裝)將會跟這個人一起經歷每天的震動、碰撞和磨損。
因此,IoT面料必須很強韌,才能保持完好無損且功能正常,特別是它還可以用洗衣機清洗。通常,為了加強一個IoT裝置的耐用性,需要在其周圍添加保護材料,但是目前尚不清楚如何才能在日常使用中保護IoT面料,使其靈活性或穿戴性不受影響。
附圖:圖1:隨著IoTIoT的爆炸性成長,穿戴式裝置的應用前景誘人。
圖2:讓嬰兒穿上由IoT面料製成的衣服,透過App監控嬰兒呼吸,可望讓父母安心入睡。
資料來源:https://www.eettaiwan.com/20210526nt51-iot-clothing-the-next-gen-of-wearables/
嬰兒 正常 生命徵象 在 賴俊維醫師 - 赤子之心臨床隨筆 Facebook 的最佳解答
今天分享一個罕見的新生兒先天性心臟病。
我們醫院身為新竹縣最好的新生兒病房團隊,
如果加護病房床位允許的話,
是有提供周邊婦產科診所「外接病嬰」服務的。
(也去中國醫藥大學新竹分院外接過幾次)
那天外接了一個呼吸喘唇色發紫的嬰兒回來,
檢查後發現有持續肺動脈高壓及懷疑肺部感染,
馬上給予呼吸器支持和抗生素治療。
可是治療幾天後雖然越來越好,
但病情卻沒有如我預期的完全好轉。
這就很奇怪了,
一般這種足月嬰兒的呼吸問題,
治療幾天後都可以完全好的,
但這個寶寶卻沒有…
雖然家屬表示產前高層次超音波檢查沒有異常,
我仍然懷疑嬰兒可能有得一種先天性心臟病…
仔細超音波檢查之後發現是罕見先天性心臟病:
心內型全肺靜脈回流異常。
立刻轉送到醫學中心安排開刀。
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什麼是『全肺靜脈回流異常』?
是很罕見的先天性心臟病,發生率約為全活產嬰兒中的萬分之0.6;在所有先天性心臟病中也只佔約百分之一。
全肺靜脈回流異常還區分為四型,分別為:
心上型(50%):肺靜脈匯合後向上走,經由無名靜脈回到上腔靜脈,最常見。
心下型(25%):肺靜脈匯合後向下走,流經橫隔膜再與肝門靜脈系統相連。
心內型(15%):肺靜脈匯合後流到冠狀竇,或直接進入右心房。
混合型(10%):同時存在上述任兩型之情況。
如何診斷治療?
產前高層次超音波檢查非常困難,根據2012年發表的論文,統計19家位於英國、愛爾蘭和瑞典的424名病例,發現只有1.9%的病嬰有被產前診斷。嬰兒出生後如有懷疑此種先天性心臟病,診斷需依靠小兒心臟科醫師使用超音波檢查;另外也可用電腦斷層血管攝影幫助診斷。治療方式為外科手術矯正,一旦做出診斷並且使患者生命徵象穩定時,就應立即進行手術。手術後30天內死亡率約小於10%,至青春期成年後的存活率約85%,大都可以正常生活。術後追蹤須注意是否再發生肺靜脈狹窄,約有10%患者需二次開刀;也要注意心律不整的併發症。
心內型全肺靜脈回流異常是很罕見卻嚴重的先天性心臟病,如無接受治療的嬰兒在一歲內有高達80%以上的死亡率。寶寶出生後一定要有小兒心臟科醫師和新生兒加護病房團隊的完整照護,才能早期診斷、早期治療喔!
#心內型全肺靜脈回流異常發生率十萬分之一
#可能罕見到醫學中心都搶著想治療
嬰兒 正常 生命徵象 在 來講兒科急診的543-吳昌騰醫師 Facebook 的最佳解答
滿月時的驚嚇......
爸媽養育子女也是很多坑的,坑裏也是很多未爆彈。
幾年以前,新手媽媽小倩正學習如何帶好寶寶。她每天都辛苦地哺餵母乳。
在寶寶滿月的第二天,原本早已會嘻笑的寶寶,突然不笑了,不管她怎麼逗他,他就是不笑!平時餓了,他都會大聲地哭,可是今天從早到晚,他也沒哭一聲,偶而半睜著眼睛,很快又閉上了,她把乳頭塞進他嘴裡,他就是不肯吸!
這下媽媽急壞了,忙著給寶寶測了體溫,沒發燒,又輕輕搖了搖他,他好像處於熟睡中一樣,沒反應。
孩子的爸爸也使出渾身解數,抱他、哄他、搖他,他就是不吭一聲!
最後兩人的結論是”還是趕緊去醫院急診看看吧。”
於是在關鍵時刻,寶寶到了兒科急診室。
寶寶急診入院檢傷生命徵象檢查:體溫正常,呼吸頻率48次/分,心率150次/分,血氧飽和度:90%,精神倦怠。
那天我上班,我先去看一下寶寶,我先問媽媽有關寶寶進一步的病史,媽媽說寶寶2天前開始出現嘔吐,每天3-4次,嘔吐物為胃內容物,有噴射性嘔吐。
我看了一眼寶寶,處於昏睡中,臉色蒼白如紙,手腳冰涼,我心裡咯噔一下!
我快速從頭到腳檢查一下,摸了摸他的前囟門,「飽滿!」
心想不妙,這小孩病情危急啊!
我立即啟動緊急救護團隊搶救!
給氧
建立靜脈輸液通道。
裝上監視器。
注射維生素K,驗血糖。
實驗室檢驗及影像學檢查。
緊急頭部電腦斷層顯示:「蜘蛛網膜下腔出血。」
於是寶寶被送至兒科加護病房,經過急重症團隊搶救下,病情逐漸恢復穩定。
那寶寶到底是什麼問題呢?
我們根據病史詢問,探究其原因:
「晚發性維生素K缺乏症」是其禍首。
早期的年代,大家都認為只有出生時低體重、有產傷的嬰兒或者早產兒,易出現晚發性維生素K缺乏症。
但現在有足夠證據顯示,即使身體完全健康的足月兒,也有可能出現晚發性維生素K缺乏症,此會導致寶寶凝血異常,繼而發生顱內出血。
「晚發性維生素K缺乏症」多發生於出生後1個月左右。
常見發生病因如下⋯⋯
1)媽媽體內缺乏維生素K。
媽媽缺乏維生素K,導致經胎盤給寶寶相對不足。
2)攝取的不足。
新生兒吃母乳量少且母乳中維生素含量低,初乳中幾乎不含維生素K。若加上媽媽攝取的蔬菜、水果也不夠,就會引起維生素K缺乏。維生素K缺乏出血是會發生在母乳喂養的嬰兒中。
3)合成的減少。
腸道細菌可合成一部分維生素K,但新生兒出生時腸道內無細菌,維生素K合成減少。
臨床症狀可能有精神倦怠、突然煩躁、哭鬧不安,或者出現嗜睡、昏迷,還可能合併有噴射性嘔吐、全身抽搐等症狀,寶寶兩側瞳孔大小也可以出現不等大,對光反射遲鈍,甚至危及生命。
「如何讓寶寶攝取足夠維生素K」
現在寶寶應該在出生後就會有施打維生素K針劑,這是防止寶寶出現維生素K缺乏性的出血最快也最有效的方法,另外選擇給寶寶飲用維生素滴劑也是有效的。
雖然維生素K缺乏性出血很少見,但一發生就很危險且致命,這些都是需要緊急治療的。