通过印刷工艺制作的压阻式和压电式传感器可监测人体心率、呼吸频率和姿势。
全印刷压电式传感器，可定制尺寸和外观（来源：霍尔斯特中心）
据麦姆斯咨询报道，近日，荷兰应用科学研究组织（TNO）霍尔斯特中心（Holst Center）开发了一款超薄的贴合式智能传感器“垫子（mat）”——可监测人体的呼吸频率、心率和姿势。这款多模式传感器垫子由印刷压阻式和压电式传感器组件构成。
在一种用例中，上述传感器垫子可以平铺在床单下面，从而能够对病床上的患者或在家睡觉的婴儿进行长时间监测。这款传感器垫子还可以集成到办公椅的座椅和靠背中，以增加并延长工作人员的活力。当用于汽车座椅时，该传感器垫子可以监控驾驶员的姿势和警觉性。荷兰应用科学研究组织霍尔斯特中心持续升级传感器垫子，以监测其它生命体征。
全世界30至70岁的人群中，约有26%患有睡眠呼吸暂停症。此类人患中风的风险是正常人的4倍，且每年有许多人死于由睡眠呼吸暂停症引起的心血管疾病。随着医疗保健费用在全球范围内的迅速增加，对新治疗方法的需求也在上升。
患有睡眠呼吸暂停症的人通常在“睡眠中心”接受监测，如果情况不太理想，则需要在那里睡几个晚上。荷兰应用科学研究组织霍尔斯特中心的大面积传感器（Large-Area Sensors）项目经理Peter Zalar解释说：“可以使用压阻式和压电式传感器的大面积矩阵来确定躺在床上的人的姿势、呼吸频率和心率。因为这些传感器印刷在薄弹性体上，所以非常灵敏，即使患者挪动了位置，也能再次迅速地捕捉到信号。这最大限度地提高了数据质量，能够实现远程、可靠地患者监测。由于这些传感器不显眼且不会引起不适，患者不会注意到该床单下的传感器，因此可积累大量客观数据。此外，通过结合多个数据源，可以更准确地确定患者的健康状况。”
荷兰应用科学研究组织霍尔斯特中心研发的智能传感器垫子是一款非侵入式器件，可实现长期监控。该传感器垫子有许多潜在应用，例如在婴儿床上监测婴儿的活动和呼吸频率。“另一个应用领域是汽车。”Peter Zalar说道，“当用于汽车座椅时，该传感器垫子可以监测坐姿和心率，并提示驾驶员的警觉程度。即使随着自动驾驶技术的出现，驾驶员仍然需要集中注意力，但由于驾驶员不活动而分心或昏睡的可能性增加。该款传感器垫子可防止驾驶员在行驶中睡着，有助于挽救生命。”
“当集成到办公椅中时，该款垫子可在需要调整姿势甚至起身活动时发出信号。”Peter Zalar补充道，“这有助于增加并延长我们的工作活力。此外，它还可以帮助办公家具设计师通过识别可能对人体造成不适或伤害的椅子区域，来制造更符合人体工程学的椅子。”
整个传感器矩阵内的压阻式和压电式传感器的数量和比例可以根据应用需求进行调整。从长远来看，这使得传感器垫子具有很高的成本效益，因为可以在更大或更小的表面上灵活地使用更多或更少的传感器。
延伸阅读：
《印刷和柔性传感器技术及市场-2021版》
