生物医学工程领域中的智能硬件

徐莹

摘 要：电子技术成熟和革新以及信息通信产业的发展，智能设备应运而生，并与健康生活、医疗卫生相结合。近期以来智能设备形态迅猛变革，不断向生物医学领域渗透交叉。智能制造产业链向智能化方向延伸，以智能硬件为代表的生物医学检测和治疗设备蓬勃兴起，其中，以可穿戴的智能设备最为普遍。生物医学设备变革的大幕即将拉开。

关键词：生物医学工程；智能硬件；应用

1智能硬件的发展现状

具备信息处理和连接能力，并且能够实现感知和交互服务的设备产品称之为智能硬件。伴随移动互联产业的升级和高性能低功耗处理器件的商业化，智能硬件设备正向着商业化、大众化的方向迈进。纵观我国智能硬件制造领域，基本上形成了以北京、上海和深圳为中心的产业开发区。智能硬件产品已经形成了一定的比较优势，但核心技术方面仍有欠缺；公共硬件服务环境条件基本建立，但具体细节方面有待完善；可穿戴设备发展迅速，但对于海外市场的开拓有所欠缺。近期以来，智能硬件的发展主要得益于以下四个方面：企业巨头争相入主智能硬件产业、布局市场；器件厂商不断革新技术工艺、控制成本；电商巨头整合线上资源、大力营销；传统设备制造厂家和互联网企业的跨界合作日益密切。

2智能硬件应用于生物医学的主要驱动力

笔者认为智能硬件能够在生物医学领域得以应用，存在的驱动力主要有以下几个方面。第一，电子信息技术迅猛革新；第二，硬件制造成本大幅下降，使智能硬件设备商用化、大众化；第三，各大互联网企业进军生物医学设备领域；第四，多元化产业链快速形成，智能硬件形态日新月异；第四，人们对卫生健康的日益重视和登山运动员等特殊人群的需求不断增加。上述诸多因素活跃了智能硬件市场，为智能硬件与生物医学工程技术相结合提供了新的契机，智能硬件产品与医学技术的结合为生物医学工程技术领域的前进探索了新的道路方向。

3生物医学工程领域中的智能硬件

3.1智能血糖监护设备在生物医学中的应用

罗氏制药公司旗下的智能医疗产品有血糖仪、血凝仪、细胞分析仪等诸多产品，其中的血糖监护设备较为出色。罗氏血糖仪与ACA数据平台和罗氏智动型胰岛素泵相结合，互成一体。新型皮下胰岛素输注设备——罗氏智动型胰岛素泵通过无线连接技术，将多功能血糖仪和胰岛素泵相连接，血糖仪检测血糖水平、设置和遥控胰岛素的输注并进行血糖图谱分析等工作，实现了血糖的实时监测和无人化的智能给药控制。另外，在血糖监测领域雅培制药公司也占有一席之地。雅培公司的血糖仪具有易于使用、采样量小，使用舒适、智能化显示等诸多优点。

3.2智能可穿戴设备在生物医学中的应用

智能可穿戴设备是一类可以直接穿戴在身上的电子设备。在相关支撑软件辅助下探测、分析生物体体征，甚至控制相关器械进行疾病治疗和健康监护。医学与工程技术的交叉融合，智能传感技术的进步，物联网络的逐步形成，使可穿戴设备迅速商业化、大众化。可穿戴设备改变着人们的生活方式和疾病预防模式，显现出强劲的发展势头和巨大的市场潜力。但是，受限于当下传感技术的发展，目前可穿戴设备可测试的健康信息种类受到极大限制，不但如此，在专业化、准确度和精确性上也存在较大欠缺。在当下，可穿戴设备在医学领域主要应用于生物信息的采集和医疗器械的控制方面。

3.3智能超声设备在生物医学中的应用

随着智能硬件设备向超声波技术的延伸性发展，智能超声设备在生物医学领域中得到了一定的应用，以GE公司的超声诊断仪：Vscan为例。Vscan是一款袖珍手持式可视化的超声检测工具，拥有彩色编码成像等诸多前沿技术，以实时迅速、非侵入式的检测方式检测病灶情况，突破了传统检查的局限，掌握了实时的可视化信息。它自身所配备的超声波发射和接受装置对患者的检测部位进行信息采集，设备的内置智能处理芯片凭借其自身优越的运算性能对采集的超声信号进行智能化快速处理，从而能够提供实时的黑白解剖影像和彩色血流影像。

3.4智能化听力技术在生物医学中的应用

西门子医疗集团在助听行业内也有着深厚积淀，其助听设备中的智能之作——百纳？玲珑小星有着出色的隐蔽性和保真性，产品使用安卓和iOS系统操作，具有指向性麦克风系统帮助聚焦谈话，并且可以进行程序调试。与之配套的智能硬件——easyTek，是一款助听器遥控和传输的智能配件，通过收音器工作状态的控制实现对声波信号的智能化滤噪。easyTek凭借其自身所具有的蓝牙、无线和FM信号实现与助听设备和其他智能终端的连接。

3.5其他智能硬件设备在生物医学中的应用

在生物医学中应用的其他智能硬件设备诸如飞利浦公司的睡眠检测设备，Gecko公司的智能哮喘吸入器，美敦力公司的智能心脏检测仪，礼来制药公司的蓝牙注射笔，等等。

4应用意义及发展展望

智能设备除了数据检测、存储、传输、分析等功能外，还要兼顾设备的体积、用户体验、及功耗等一系列问题。在未來的智能设备领域，整体上将朝向准确、高效、舒适、安全四个大方向发展。其中，数据安全性将大幅提高；传感器件也将朝向微型化、高精度、强稳定性、低功耗发展；数据采集更加专业快捷；借助机器视觉、机器学习等前沿技术，交互方式不再拘泥于点触操作，手势识别、语音识别、脑机接口等新型交互方式将运用于智能设备的制造；智能设备的外形设计更加符合人体需求，舒适度更好，穿戴性更强、更美观。

5结语

近年来，生物医学借助智能硬件的浪潮迅速发展，智能硬件作为医学检测和治疗的重要设备更是显示出强劲的发展势头。本文从当前智能硬件的发展入手，分析其发展现状以及能够应用于医学领域的主要驱动力，并列举了几个较为典型的智能硬件应用在医学领域的实例，最后结合智能硬件的应用分析了今后智能硬件设备的发展方向。

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