淺談生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域中的智能硬件

摘 要 在信息技術(shù)、電子技術(shù)發(fā)展的過程中，智能設(shè)備獲得了快速的發(fā)展，具有了更廣的領(lǐng)域范圍，同醫(yī)療衛(wèi)生、健康生活間也具有了密切的聯(lián)系，并逐漸向著生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域滲透。在本文中，將從多個角度分析生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域中的智能硬件。

關(guān)鍵詞 生物醫(yī)學(xué)工程;智能硬件;領(lǐng)域范圍

引言

目前，我們正處于一個信息化時代當(dāng)中，在該過程中，各種智能化硬件不斷發(fā)展與應(yīng)用，體現(xiàn)出了較好的應(yīng)用價值。近年來，智能硬件逐漸滲透到了生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域當(dāng)中，體現(xiàn)出了較強的應(yīng)用發(fā)展勢頭，具有較好的研究與運用價值。

1還給殘疾人一份自由的空間——智能硬件在假肢領(lǐng)域的輔助應(yīng)用

近年來，對于人工腿的研究已經(jīng)具有了較長的發(fā)展歷史與豐富的成果。受到技術(shù)條件的限制，在以往人工腿的生產(chǎn)設(shè)計當(dāng)中，在性能上存在一定的不足，患者在裝上人工腿之后，在行走的自然性、舒適度方面還存在不足。而在近年來計算機、微電子技術(shù)不斷發(fā)展的情況下，也使得人工腿研制獲得了快速的發(fā)展。

目前，人工智能腿在應(yīng)用當(dāng)中能夠?qū)颊咭圆煌俣刃凶摺⑾聵翘荨⑾缕碌炔煌男凶郀顟B(tài)與方式進(jìn)行探測，結(jié)合實際情況做出反應(yīng)，使假肢能夠獲得有效的支持與控制，使智能腿能夠?qū)∪w進(jìn)行模仿與運用，使患者能夠同正常人一樣站立與行走。同時，在組合應(yīng)用速度傳感器、力傳感器的情況下，能夠?qū)οリP(guān)節(jié)受力情況進(jìn)行探測，使用速度傳感器對擺動速度進(jìn)行感應(yīng)，在配合使用的情況下，對患者的行走方式與狀態(tài)進(jìn)行判斷。同時，微處理器也能夠加工處理相應(yīng)的信號，使用電機對膝關(guān)節(jié)液壓系統(tǒng)進(jìn)行控制。此外，氣缸、液壓缸裝置組合應(yīng)用下，能夠充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢，不僅具有液壓缸控制支撐期力量大、安全可靠的特點進(jìn)行發(fā)揮，且具有氣缸擺動輕便敏捷、反應(yīng)迅速的優(yōu)勢，為殘疾人出行提供了新的條件[1]。

2夢想照見現(xiàn)實——智能硬件在更廣泛生物醫(yī)療領(lǐng)域的使用探討

2.1 智能超聲設(shè)備

在技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，智能硬件設(shè)備在超聲波方面具有了較為快速的發(fā)展，并逐漸在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域當(dāng)中得到了應(yīng)用。以Vscan為例，這是一種手持式可視化超聲檢測工具，應(yīng)用到彩色編碼成像技術(shù)，能夠以非侵入式、實時迅速的方式對病灶情況進(jìn)行檢測，在對傳統(tǒng)檢查局限進(jìn)行突破的情況下，對實時可視化信息進(jìn)行掌握。其中配備的超聲波發(fā)送、接收裝置在應(yīng)用當(dāng)中能夠有效采集患者檢測部位信息，其中也具有高性能智能處理芯片的設(shè)置，能夠以智能、快速的方式處理采集到的超聲信號，以此對具有實時特征的彩色血流、黑白解剖影像進(jìn)行提供。

2.2 智能聽力技術(shù)

在助聽領(lǐng)域當(dāng)中，西門子醫(yī)療集團(tuán)的百納·玲瓏小星是一個具有代表性的產(chǎn)品，在保真性、隱蔽性方面具有較好的表現(xiàn)。其使用智能操作系統(tǒng)，通過指向性麥克風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行聚焦，且能夠在實際應(yīng)用中結(jié)合實際情況進(jìn)行調(diào)試。easy Tek是同其配套使用的智能硬件，這是一種助聽器傳輸、遙控智能配件，在控制收音器工作狀態(tài)的情況下，能夠?qū)β暡ㄐ盘栠M(jìn)行有效的濾噪處理。在實際應(yīng)用中，將使用自身所具有的無線、藍(lán)牙以及FM信號等連接智能終端與助聽設(shè)備[2]。

2.3 智能可穿戴設(shè)備

對于該類設(shè)備來說，是一種能夠在身上穿戴的電子設(shè)備，在實際應(yīng)用當(dāng)中，可以在支撐軟件輔助下對生物體的體征進(jìn)行分析與探測，且能夠通過對相關(guān)器械的控制做好健康監(jiān)護(hù)以及疾病治療工作。在工程、醫(yī)學(xué)技術(shù)不斷交叉融合的情況下，智能傳感技術(shù)獲得了快速的發(fā)展，并逐漸形成了物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，以此使該類設(shè)備在大眾化、商業(yè)化方面具有了較好的前景與快速的發(fā)展。該類設(shè)備在實際應(yīng)用中對人們的疾病預(yù)防模式、生活方式進(jìn)行了有效的改變，體現(xiàn)出了較強的市場發(fā)展?jié)摿εc發(fā)展勢頭。受到傳感技術(shù)發(fā)展情況的限制，使得可穿戴設(shè)備在健康信息獲取的種類方面受到一定的限制，且在精確性、專業(yè)化程度上也具有較大的提升空間。就目前來說，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域當(dāng)中該類設(shè)備主要應(yīng)用在醫(yī)療器械控制以及生物信息采集等方面。

2.4 智能血糖監(jiān)護(hù)設(shè)備

血糖監(jiān)護(hù)設(shè)備是對血糖數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測的有效方式。以羅氏血糖儀為例，其同羅氏智動型胰島素泵、ACA 數(shù)據(jù)平臺進(jìn)行結(jié)合性應(yīng)用，獲得了較好的發(fā)展效果。其中，羅氏智動型胰島素泵是一種新式皮下胰島素輸注設(shè)備，在使用無線連接技術(shù)的情況下，有效的連接胰島素泵同多功能血糖儀，在使用血糖儀對血糖水平進(jìn)行檢測、對胰島素輸注進(jìn)行控制的情況下，開展血糖的圖譜分析相關(guān)工作，在實施監(jiān)測目標(biāo)血糖的同時，能夠有效實現(xiàn)無人化智能給藥目標(biāo)，在使用的智能化、舒適度等方面具有較好的表現(xiàn)。

3發(fā)展展望

就目前來說，智能設(shè)備具有較好的應(yīng)用發(fā)展空間，在具備基本的數(shù)據(jù)檢測、傳輸、存儲與分析相關(guān)功能以外，且需要對設(shè)備大小、運行功耗以及用戶體驗等問題進(jìn)行有效的監(jiān)督。在未來智能設(shè)備領(lǐng)域發(fā)展中，也將繼續(xù)向著安全、準(zhǔn)確、舒適、高效的方向發(fā)展：第一，要時刻保證數(shù)據(jù)的安全性，有效提升數(shù)據(jù)安全性水平;第二，傳感器件方面，將向著更高精度、更高穩(wěn)定性、微型化以及低功耗角度發(fā)展，且在數(shù)據(jù)采集方面要具有快捷、專業(yè)的特征;第三，操作方式也需要進(jìn)行積極的發(fā)展，在應(yīng)用機器學(xué)習(xí)、機器視覺技術(shù)的情況下，使交互方式不再拘泥于點觸操作方式，手勢識別、腦機接口等方式將逐漸應(yīng)用在智能設(shè)備當(dāng)中;第四，外形方面，也將向著符合人體需求的角度發(fā)展，在穿戴性、美觀性以及舒適度等方面要具有更好的表現(xiàn)[3]。

4結(jié)束語

在上文中，我們對生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域中的智能硬件進(jìn)行了一定的研究。在未來發(fā)展中，需要積極做好相關(guān)技術(shù)的研究，在不斷創(chuàng)新智能硬件類型、功能的情況下使其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中獲得更好的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 董婷.3D打印技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)工程中的應(yīng)用與研究[J].信息記錄材料，2019，（8）：30-31.

[2] 馬明輝，李鵬，蕭博睿.納米技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域中的作用研究[J].中國衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)管理，2017，（27）：154-155.

[3] 邱東魁.可穿戴設(shè)備在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用[J].智慧健康，2017，（23）：3-4.

作者簡介：

蔣佩萱（1996-），女，畢業(yè)院校：浙江中醫(yī)藥大學(xué)，專業(yè)：針炙推拿，學(xué)歷：本科，現(xiàn)就職單位：浙江中醫(yī)藥大學(xué)。