智能傳感器：醫(yī)療、健康和環(huán)境的關鍵應用

原書序
原書前言
第1章 引言
1.1 本書的主要內容
1.2 傳感器的歷史概述
1.3 傳感器應用的驅動力
1.3.1 健康與健身
1.3.2 人口老齡化
1.3.3 個性化醫(yī)療
1.3.4 公共衛(wèi)生
1.3.5 技術交互
1.3.6 國家安全
1.3.7 物聯(lián)網
1.3.8 水和食物
1.3.9 環(huán)境挑戰(zhàn)
1.4 傳感器應用面臨的挑戰(zhàn)
1.5 傳感器實現(xiàn)創(chuàng)新
參考文獻

第2章 傳感技術與傳感器基礎
2.1 傳感器和傳感技術的定義
2.2 主要傳感模式介紹
2.3 機械傳感器
2.3.1 MEMS傳感器
2.3.2 加速度計
2.3.3 陀螺儀
2.4 光學傳感器
2.4.1 光電傳感器
2.4.2 紅外傳感器
2.4.3 光纖傳感器
2.4.4 干涉儀
2.5 半導體傳感器
2.5.1 氣體傳感器
2.5.2 溫度傳感器
2.5.3 磁傳感器
2.5.4 光學傳感器
2.5.5離子選擇性場效應晶體管
2.6 電化學傳感器
2.6.1 電位型傳感器
2.6.2 電流型傳感器
2.6.3 電量傳感器
2.6.4 電導傳感器
2.7 生物傳感器
2.7.1 生物傳感器的換能器
2.7.2 生物傳感器的主要特性
2.8 應用領域
2.8.1 環(huán)境監(jiān)測
2.8.2 醫(yī)療
2.8.3 保健
2.9 傳感器特性
2.9.1 檢測范圍
2.9.2 傳遞函數(shù)
2.9.3 線性和非線性
2.9.4 靈敏度
2.9.5 環(huán)境影響
2.9.6 輸入修正
2.9.7 輸入干擾
2.9.8 遲滯
2.9.9 分辨率
2.9.10 準確度
2.9.11 精度
2.9.12 誤差
2.9.13 統(tǒng)計特性
2.9.14 可重復性
2.9.15 公差
2.9.16 動態(tài)特性
2.10 小結
參考文獻

第3章 傳感器關鍵技術:硬件和軟件概述
3.1 智能傳感器
3.2 傳感器系統(tǒng)
3.3 傳感器平臺
3.3.1 Arduino I/O板
3.3.2 Shimmer
3.3.3 智能手機和平板電腦
3.4 智能傳感器的微控制器
3.4.1 CPU
3.4.2 常用微控制器
3.5 接口和嵌入式通信
3.5.1 嵌入式數(shù)字接口和協(xié)議
3.5.2 模擬接口
3.6 傳感器通信
3.6.1 標準有線接口
3.6.2 中短距離無線通信標準
3.6.3 專有無線協(xié)議
3.7 電源管理和能量采集
3.7.1 電源管理
3.7.2 能量采集
3.8 微控制器的軟件和調試
3.8.1 IDE
3.8.2 開發(fā)語言
3.8.3 測試代碼
3.9 小結
參考文獻

第4章 傳感器網絡拓撲理論及設計
4.1 傳感器網絡構成要素
4.1.1 傳感器節(jié)點
4.1.2 信息匯聚器、基站及網關
4.2 傳感器網絡拓撲結構
4.3 傳感器網絡的應用
4.3.1 個人局域網絡
4.3.2 家庭傳感器網絡
4.3.3 廣域網
4.4 傳感器網絡的特征和挑戰(zhàn)
4.4.1 安全
4.4.2 傳感器網絡面臨的挑戰(zhàn)
4.5 小結
參考文獻

第5章 傳感器數(shù)據(jù)處理和增強
5.1 數(shù)據(jù)認知
5.2 物聯(lián)網
5.3 傳感器和云
5.4 數(shù)據(jù)質量
5.4.1 解決數(shù)據(jù)質量問題
5.5 傳感器數(shù)據(jù)融合
5.6 數(shù)據(jù)挖掘
5.7 數(shù)據(jù)可視化
5.8 大傳感數(shù)據(jù)
5.9 小結
參考文獻

第6章 法規(guī)與標準：傳感器技術的注意事項
6.1 醫(yī)療設備法規(guī)
6.1.1 CE認證
6.1.2 美國食品藥品監(jiān)督管理局
6.1.3 其他醫(yī)療設備監(jiān)管者
6.2 醫(yī)療設備的標準
6.2.1 行業(yè)標準和認證
6.2.2 質量管理體系標準
6.2.3 臨床研究標準
6.2.4 數(shù)據(jù)互操作性標準
6.3 環(huán)境傳感器的法規(guī)
6.3.1 環(huán)境噪聲
6.3.2 環(huán)境空氣質量
6.3.3 室內空氣質量
6.3.4 飲用水
6.3.5 射頻頻譜的監(jiān)管和分配
6.4 挑戰(zhàn)
6.4.1 針對具體國家的監(jiān)管程序
6.4.2 移動健康應用程序
6.4.3 個性化醫(yī)療
6.4.4 大眾科學
6.5 小結
參考文獻

第7章 生物傳感器的數(shù)據(jù)經濟
7.1 論證的基礎
7.2 為什么基于“應該”的技術開發(fā)難有成效
7.3 基于“應該”設計的后果
7.4 為什么設計需要考慮種種“可能因素”
7.5 “可能因素”數(shù)據(jù)經濟的要求
7.6 小結
參考文獻

第8章 家庭與社區(qū)傳感器的使用
8.1 醫(yī)療領域的挑戰(zhàn)
8.2 研究設計
8.2.1 提出研究問題
8.2.2 臨床群體特征
8.3 家庭使用傳感器
8.3.1 家用與社區(qū)使用的傳感技術
8.3.2 穿戴式傳感器的評估應用
8.3.3 周圍環(huán)境監(jiān)測傳感技術
8.3.4 用戶設備入口
8.3.5 用戶反饋
8.4 家用傳感器的管理
8.5 遠程使用傳感器結構
8.6 樣機設計過程
8.6.1 與用戶共同設計
8.6.2 與多學科團隊成員共同設計
8.7 數(shù)據(jù)分析與智能數(shù)據(jù)處理
8.8 案例研究
8.8.1 案例一：量化計時起走（QTUG）測試
8.8.2 案例二：日?；顒雍筒綉B(tài)速度的環(huán)境監(jiān)測評估
8.8.3 案例三：專注生活訓練
8.9 經驗總結
8.9.1 安裝過程
8.9.2 關鍵傳感器的隱藏
8.9.3 數(shù)據(jù)質量
8.9.4 用戶參與
8.10 小結
參考文獻

第9章 醫(yī)療應用的穿戴式、周圍環(huán)境監(jiān)測與用戶使用的傳感技術
9.1 改變我們醫(yī)療工作的方式
9.2 傳感器檢測的背景信息在醫(yī)療中的應用
9.3 基于醫(yī)院和社區(qū)的傳感技術用于評估和診斷
9.3.1 監(jiān)測生命體征
9.3.2 心率
9.3.3 血壓
9.3.4 體溫
9.3.5 呼吸速率
9.3.6 血氧的監(jiān)測
9.4 社區(qū)應用的傳感技術
9.5 基于家庭的臨床應用
9.5.1 慢性疾病管理
9.5.2 用于研究的不定期監(jiān)測
9.5.3 活動和行為的監(jiān)測
9.5.4 生物力學康復
9.5.5 聚合與管理
9.5.6 智能手機作為醫(yī)療平臺
9.6 自我護理診斷試劑盒
9.6.1 酶/免疫學檢測
9.6.2 酶試紙
9.6.3 色譜濕法化學
9.6.4 家庭檢測市場
9.6.5 家庭基因測試
9.7 關鍵驅動因素和挑戰(zhàn)
9.7.1 醫(yī)療系統(tǒng)方面的驅動因素和挑戰(zhàn)
9.7.2 技術驅動因素和挑戰(zhàn)
9.7.3 消費者驅動因素和挑戰(zhàn)
9.8 基于傳感器醫(yī)療應用的未來
9.9 小結
參考文獻

第10章 保健、健身及生活方式傳感技術的應用
10.1 驅動力與阻力：運動與健身傳感技術
10.1.1 運動與健身傳感技術的驅動力
10.1.2 運動與健身傳感技術的障礙
10.2 運動與健身傳感技術的應用
10.2.1 支持無線技術
10.2.2 健身傳感技術
10.2.3 服裝傳感技術
10.2.4 運動裝備傳感技術
10.2.5 運動和健身的統(tǒng)計數(shù)據(jù)
10.3 活動與保健
10.3.1 肥胖與體重管理
10.3.2 睡眠
10.3.3 姿態(tài)監(jiān)測
10.3.4 人身安全
10.4 保健、健身和生活方式中傳感應用的未來
10.5 小結
參考文獻

第11章 對人類健康的環(huán)境監(jiān)測
11.1 環(huán)境監(jiān)測傳感技術發(fā)展的驅動力
11.1.1 產品成本
11.1.2 智能手機
11.1.3 市民認知
11.1.4 采樣
11.1.5 環(huán)境傳感技術與網絡通信技術
11.2 應用瓶頸
11.2.1 功耗
11.2.2 穩(wěn)定性和成本
11.2.3 技術限制
11.2.4 安全問題
11.2.5 可用性和可拓展性
11.2.6 兼容性
11.2.7 數(shù)據(jù)質量和所有權
11.3 環(huán)境監(jiān)測參數(shù)
11.3.1 空氣質量和大氣條件
11.3.2 環(huán)境天氣
11.3.3 UVA/UVB檢測
11.4 水質監(jiān)測
11.4.1 水質物理參數(shù)檢測傳感技術
11.4.2 水質化學性質傳感技術
11.4.3 水質生物病原體傳感技術
11.4.4 移動式水質檢測傳感技術
11.4.5 環(huán)境噪聲污染
11.5 輻射檢測
11.6 環(huán)境對食品的影響
11.7 環(huán)境監(jiān)測的未來方向
11.8 小結
參考文獻

第12章 總結與展望
12.1 現(xiàn)狀
12.2 展望
12.2.1 普遍性
12.2.2 技術
12.2.3 個性化醫(yī)療
12.2.4 眾包
12.2.5 傳感技術交互
參考文獻