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柔性再发力,智能可穿戴监测模组迎来集成式创新应用

2023-04-13 15:26

从制备技术来看,硅晶圆芯片通过特殊的晶圆减薄、力学设计和封装设计,实现芯片和系统的柔性化。

近年来,智能技术的快速发展和居民购买力的逐渐增强,推动了我国智能可穿戴设备的普及与盛行,并广泛应用于人体健康监测与运动监护等领域。根据行业研究机构预测,2025年我国智能可穿戴设备行业市场规模将达1573.1亿元。

尽管当前行业发展态势整体向好,但在一定程度上仍存在产业链脱节的问题,这是因为许多下游开发商缺乏专业的研发与技术支持,与上游组件厂商提供的解决方案难以匹配,导致产业链断裂,从而影响上下游企业自身以及整个行业的进一步发展。

此外,随着居民整体健康意识的提高,以及社会老龄化趋势加深与慢性病人口增加,消费群体对可穿戴设备的健康管理需求呈现专业化和医疗化趋势,要求设备提供健康监测、疾病治疗、康复监护等医疗级功能。

然而目前大多数可穿戴设备仍然采用传统电子元器件和封装方式,其形状固定且质地坚硬,在体征数据采集上采取间接原理,数据精准度与实时性缺乏保障,其结果可以作日常简单参考,但不具备医疗级效用。而且设备不能完全贴合皮肤,对于人体来说,仍然是“异物”的存在,因此用户的穿戴舒适度和体验感欠佳。

基于这些行业现实痛点与设备实际问题,可以结合国际领先柔性电子技术予以创新攻关,实现可穿戴设备“芯片模组+智能算法+柔性封装”的集成式重大突破,并将搭载多项专利技术的可穿戴设备应用于医疗健康、智慧养老、运动训练等各类专业场景,为终端用户提供精准、可靠、舒适的健康管理服务与体验。

柔性电子技术是指在柔性衬底上大面积、大规模集成不同材料体系、不同功能元器件,构成可拉伸/弯曲变形的柔性信息器件与系统,这项技术可以使电子器件具有柔软贴身、形态可变、功能可重构、与皮肤共形贴合等优点,使得制备出的可穿戴式医疗器械可以与人体皮肤甚至人体器官进行集成,从而实现人体生理参数的精确监测。

搭载柔性电子技术,当前业内已创新研制出柔性心电、体温、血氧、血压、血糖监测传感器,结合心电、体温、血氧、血压、血糖、睡眠、HRV等专利智能算法,制备了全系列柔性可穿戴医疗设备。

从制备技术来看,硅晶圆芯片通过特殊的晶圆减薄、力学设计和封装设计,实现芯片和系统的柔性化。基于柔性电子技术制备,传统刚性半导体硅芯片厚度可降低至人体头发丝直径的1/3或1/4以下,呈现出柔性特征,并能够按照一定的曲率半径进行弯曲变形,实现设备的精确化和小型化控制。由此制成的智能可穿戴设备可与人体皮肤共形,确保了监测数据的精准可靠,拓展了监测场景的应用边界,也提高了穿戴体验的舒适感与便捷性。

多导睡眠监测芯片模组

多导睡眠监测芯片模组包含脑电/眼电/血氧/鼾声监测模块、口鼻气流/肌电监测模块、心电/胸腹呼吸监测模块、胫骨前肌肌电监测模块,数据采用蓝牙进行无线发送。

脑电/眼电/血氧/鼾声监测模块:可同时采集脑电图、眼电图、血氧值并记录鼾声,通过脑电特征波形提取分析,结合眼电图,可进行精准的睡眠分期,血氧值可结合口鼻气流判断睡眠呼吸暂停或低通气事件;

口鼻气流/肌电监测模块:监测口鼻处温度变化,可精准采集呼吸率,精准识别睡眠呼吸暂停或者低通气事件,同时记录下颌肌电;

心电/胸腹呼吸监测模块:可监测心电信号,结合算法得到心率变异性并提取心律失常特征,同时可监测胸腹呼吸阻抗,得到胸腹呼吸率;

胫骨前肌肌电监测模块:可监测胫骨前肌肌电信号,识别睡眠过程体动情况。

驾乘心率与疲劳监测芯片模组

公共交通主动安全智能防控系统也是柔性智能可穿戴技术的突出体现,致力于打造“传感芯片-驾乘监测-云端管理”柔性智能监测生态闭环,实现公共交通驾驶场景的智能化与数字化。依托体征监测方向盘套、智能心电算法、ADAS/DSM摄像头、健康监控云平台,构建事前预防、事中监控、事后分析三位一体的安全监控体系。

体征监测方向盘套:无线传输模块、控制单元,用于心电数据采集、存储及无线传输;

智能心电算法:方向盘内置心电算法,采集单导联ECG数据;

ADAS/DSM摄像头:车辆碰撞检测、驾驶员状态检测;

健康监控云平台:数据可视化,全局监控安全运营情况,大数据记录分析,安全驾驶分析报告。

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心电算法,智能检测,体征监测,柔性电子技术

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