[摘 要]可穿戴計(jì)算機(jī)和全球無線網(wǎng)絡(luò)給人們帶來了更加方便的幫助，將可穿戴計(jì)算機(jī)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域能夠提供持續(xù)的監(jiān)管和治療。這也實(shí)現(xiàn)了1960年Manfred Clynes博士創(chuàng)造“受控機(jī)體（cborg） （Cybernetics organisms的合成詞）”一詞時(shí)的觀點(diǎn)，受控機(jī)體是一個(gè)人利用技術(shù)。文中介紹了可穿戴計(jì)算機(jī)的研究背景及意義，然后介紹了其發(fā)展歷程，對比了幾款國外的可穿戴設(shè)備，對其安全性做了一個(gè)說明，并分析了一下其應(yīng)用前景。

[關(guān)鍵詞]可穿戴設(shè)備 健康檢測 應(yīng)用前景

中圖分類號：TM725 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）01-0066-01

一、研究背景與意義

隨著生活水平的不斷提高以及城市老齡化比例的提高，老年人的健康問題越來越受到廣泛關(guān)注，研發(fā)一種可穿戴設(shè)備佩戴在老人身上，通過檢測老人的各方面身體狀態(tài)特征從而隨時(shí)檢測老人健康程度，并對檢測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫中，通過訪問數(shù)據(jù)庫，從而及時(shí)有效的查看分析老人健康程度情況。

而“情感可穿戴計(jì)算機(jī)”是一種裝有能夠識別穿戴者情感模式的傳感器和工具的可穿戴系統(tǒng)。再配備上一個(gè)生物監(jiān)視系統(tǒng)，從而能夠隨時(shí)隨地測量心率、呼吸、皮膚傳導(dǎo)性、體溫、脈搏和肌電流等。關(guān)于戴上一些裝置來測量和交流我們的情緒的想法并不是新的，20世紀(jì)70年代的情緒戒指無疑屬于重新流行的時(shí)尚。這種戒指是通過測量皮膚溫度的變化作為辨別某些情感系統(tǒng)的一部分。而現(xiàn)在，這些可穿戴設(shè)備不僅能觀察用戶手勢、感覺心率、血壓和皮膚電反應(yīng)的變化，幾乎身體的任何信號都可以用來作為對用戶進(jìn)行分析的吸納所。如肌電流和皮膚電流等都特別適合于可穿戴技術(shù)的應(yīng)用。所有這些信號從置于皮膚上的簡單的傳感器收集，并不會對穿戴者產(chǎn)生任何痛苦或不適。

二、可穿戴計(jì)算機(jī)的發(fā)展

最初幾年，可穿戴計(jì)算機(jī)設(shè)備仍被局限在學(xué)術(shù)和軍事領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)室里。最早的可穿戴設(shè)備可追溯到20世紀(jì)60年代，第一個(gè)可穿戴設(shè)備是一個(gè)香煙盒大小的用于測量俄羅斯輪盤賭博所用輪盤轉(zhuǎn)速的鞋式穿戴計(jì)算機(jī)，它可以預(yù)計(jì)最后小球會停止哪里。1980年，加拿大的Mann發(fā)明了身背式結(jié)合可穿戴數(shù)字視頻攝像機(jī)、顯示器、計(jì)算機(jī)和無線電收發(fā)設(shè)備的可穿戴相機(jī)。1991年，CMU推出了用于瀏覽查看宅圖紙的Vuman1型可穿戴計(jì)算機(jī)。1995年，美國的俄勒岡大學(xué)開始研究野戰(zhàn)兵可穿戴計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”U.S Arrays land warrior”。1996年在美國"19%年在美國召開了兩次會議，一次會議是1996年7月，美國國防部的DARPA贊助舉行了第一次WearComp專題研討會，題為2005可穿戴計(jì)算， 1996年8月，Boeing公司在seattle圍繞omp主辦了專題研討會"。1997年10月在美國的坎布里奇，CMU！MIT！GcorgiaTech聯(lián)合舉辦了首屆IEEE可穿戴計(jì)算機(jī)國際會議，此后每年舉辦一次"IEEE還專門成立了可穿戴信息系統(tǒng)技術(shù)委員會TCWIS"。

我國也在90年代末期開始介入這一新興的計(jì)算機(jī)前沿研究領(lǐng)域，可穿戴計(jì)算機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)在也被廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造業(yè)，邏輯學(xué)，醫(yī)學(xué)，訓(xùn)練，質(zhì)量監(jiān)控，人際交流甚至許多休閑娛樂領(lǐng)域。許多其他可穿戴計(jì)算機(jī)的應(yīng)用程序越來概念化。更新更好的組件的迅速發(fā)展，無線通訊技術(shù)的有效性以及成本的降低使得可穿戴市場越來越廣闊。

三、幾種可穿戴設(shè)備的比較

當(dāng)考慮到固定設(shè)備時(shí)可穿戴設(shè)備的發(fā)展不得不額外考慮到用戶的需求。同時(shí)，取代一個(gè)最開始設(shè)計(jì)的功能，同時(shí)使其具有可穿戴性，為避免再次設(shè)計(jì)的高昂成本，在設(shè)計(jì)過程中，需要考慮兩方面因素：

歐盟聯(lián)合多家研究機(jī)構(gòu)開發(fā)的AMON腕式遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)設(shè)備可以對多項(xiàng)生理參數(shù)進(jìn)行連續(xù)檢測、實(shí)時(shí)分析、診斷和報(bào)警，發(fā)現(xiàn)緊急情況時(shí)與監(jiān)控中心建立連接。AMON系統(tǒng)對生物傳感器的微型化進(jìn)行研究，將血壓測量傳感器、反射式血氧飽和度測量、通信裝置以及處理裝置也都包含在了腕式設(shè)備中。實(shí)際使用中，由于受到人體運(yùn)動等因素的影響，系統(tǒng)中某些參數(shù)的性能還沒達(dá)到臨床應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

芬蘭POLAR公司針對保健、健身、減脂、跑步、自行車、戶外登山等不同人群的不同特點(diǎn)及需求提供個(gè)性化的產(chǎn)品方案。并根據(jù)檢測到的心臟及身體的負(fù)荷提供合理化的運(yùn)動方案。

MIT和劍橋合作開發(fā)了LiveNet，可用于長期健康檢測的分布式移動平臺。其硬件包括：PDA、SAK2（傳感器hub）、傳感器集中板（三軸加速度傳感器、心電、心肌、皮電反應(yīng)傳感器）。支持基于群體的通信、分布式大帶寬數(shù)據(jù)處理、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理。被應(yīng)用于嚴(yán)峻環(huán)境下士兵的健康檢測、帕金森探測、癲癇發(fā)作探測和行為模型的研究。

WEALTHY是歐盟2005年完成的IST FPS項(xiàng)目，提供對老年人和慢性病患者提供健康監(jiān)護(hù)。通過纖維和紗線把傳感器、處理器及通信模塊與織物技術(shù)結(jié)合一起，實(shí)現(xiàn)心電、心肌、呼吸、運(yùn)動狀態(tài)、溫度等關(guān)鍵生理特征的測量，從而分析健康狀態(tài)。

美國風(fēng)和公司開發(fā)的Lifeshirt是全球第一個(gè)實(shí)現(xiàn)無創(chuàng)、連續(xù)和可移動采集生理參數(shù)的監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。將傳感器嵌入其中可以記錄穿戴者日?；顒?0多個(gè)生理參數(shù)。其特點(diǎn)：可洗滌，輕便，能同時(shí)檢測呼吸、心電和運(yùn)動參數(shù)。同時(shí)也可以使用PDA將系統(tǒng)中采集和存儲的數(shù)據(jù)傳到數(shù)據(jù)處理中心，并將結(jié)果提交給研究或臨床醫(yī)生。

哈佛大學(xué)開發(fā)了基于體域網(wǎng)的CodeBlue—多病人環(huán)境下醫(yī)療感器平臺。使用的Zigbee通信技術(shù)，用自行設(shè)計(jì)的生理數(shù)據(jù)采集板，該采集板包括ECG、EMG、血氧、動作信息采集。同時(shí)它支持用戶數(shù)據(jù)采集板、收發(fā)單元（醫(yī)生或護(hù)士手中的PDA）之間的通信；采用的RF定位技術(shù)來查找病人或醫(yī)務(wù)人要的位置信息。系統(tǒng)在30個(gè)節(jié)點(diǎn)情況下進(jìn)行測試，其傳輸?shù)目煽啃?、帶寬、安全等方面有待進(jìn)一步研究。

四、可穿戴設(shè)備的安全性

可穿戴計(jì)算機(jī)應(yīng)該是一種幫助人們的工具，而不是打擾或侵犯隱私的工具。由于可穿戴健康檢測系統(tǒng)涉及到個(gè)人隱私，用戶的個(gè)人信息以及健康狀況只能對用戶個(gè)人以及醫(yī)生查看。因此隱私性要比情感可穿戴優(yōu)先考慮。設(shè)計(jì)系統(tǒng)應(yīng)該注意鏈路通信（包括傳感器之間、穿戴系統(tǒng)和后臺服務(wù)之間）的加密和授權(quán)機(jī)制。這項(xiàng)問題是值得研究和解決的。如果穿戴者信任并自愿與科學(xué)研究人員分享信息，將有助于收集重要數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提供給人們需要的各種服務(wù)和幫助，進(jìn)而開拓人機(jī)交互的新世界。

五、可穿戴設(shè)備的應(yīng)用前景

隨著技術(shù)的發(fā)展，越來越多的科學(xué)家開始對可穿戴計(jì)算機(jī)產(chǎn)生濃厚的興趣，可穿戴設(shè)備也像智能手機(jī)一樣無處不在。包括脈搏血氧儀、葡萄糖監(jiān)測、心電圖（ECG）、助聽器、藥物輸送等類型產(chǎn)品的可穿戴式設(shè)備開始在醫(yī)療領(lǐng)域興起。在續(xù)航、無線連接傳輸、屏幕控制等方面的研發(fā)的設(shè)備都在尋求高品質(zhì)的提高；無論是硬件制造商進(jìn)入軟件領(lǐng)域亦或是第三方開發(fā)團(tuán)隊(duì)，能夠?yàn)橛脩籼峁└嗅槍π缘能浖c服務(wù)成為贏得用戶的主要方面?？纱┐鳈z測設(shè)備可以變被動的疾病治療為主動的自我健康檢測。對健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測，提出改善措施并及時(shí)進(jìn)行檢測。遇到病情緊急狀態(tài)，其將會撥打120求助熱線同時(shí)對其家屬進(jìn)行第一時(shí)間告知。除了健康管理與遠(yuǎn)程監(jiān)控，可穿戴計(jì)算機(jī)所搜集的用戶病理數(shù)據(jù)與醫(yī)生給出的診療信息也可自動被匯入大數(shù)據(jù)庫。從而推動醫(yī)療手段的使用，提高治愈疑難雜癥的幾率?？纱┐髟O(shè)備在未來會影響人們的方方面面，而隨著情感可穿戴計(jì)算機(jī)的發(fā)展，它們可能成為人類的管家、秘書等等。提醒你正常作息，安排好你的 日程表等，幫助我們處理好生活的點(diǎn)滴。

參考文獻(xiàn)

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[3]李娜.基于人體運(yùn)動狀態(tài)識別的可穿戴健康檢測系統(tǒng)研究：[博士論文].北京工業(yè)大學(xué).2013

作者簡介：

李玉環(huán)，女，漢族，天津師范大學(xué)研究生。