夏平

摘 要：在物聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展的時代大背景下，隨著個性化醫(yī)療觀念的普及，移動可穿戴醫(yī)療設(shè)備迅速進入公眾的視野中?？纱┐麽t(yī)療設(shè)備可通過與人體的無縫連接，獲取人體的生理健康數(shù)據(jù)，在慢性病管理、老齡化和特殊人群監(jiān)護、家庭康復(fù)、突發(fā)疾病的預(yù)防等應(yīng)用領(lǐng)域能起到至關(guān)重要的作用。文章論述了可穿戴醫(yī)療設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀，以及未來發(fā)展面臨的問題并提出了改進建議。

關(guān)鍵詞：個性化醫(yī)療；可穿戴醫(yī)療設(shè)備；應(yīng)用領(lǐng)域；問題及建議

在人們逐漸關(guān)注自身健康的前提下，個性化、自主化、智能化的醫(yī)療監(jiān)測與分析受到越來越多的公眾關(guān)注。尤其是在我國醫(yī)療資源相對短缺的大形勢下，國家在政策上大力推動“健康中國”國家戰(zhàn)略的實施，移動“互聯(lián)網(wǎng)+”成了深化醫(yī)療改革，加快中國健康建設(shè)發(fā)展的重要手段。作為移動醫(yī)療細分領(lǐng)域的可穿戴醫(yī)療設(shè)備已經(jīng)擁有了炙手可熱的發(fā)展前景，不難想象，未來的數(shù)字化移動醫(yī)療市場將會是可穿戴醫(yī)療設(shè)備的主場。另外，國家大力扶持養(yǎng)老服務(wù)行業(yè)，作為慢性病監(jiān)測與預(yù)防的可穿戴醫(yī)療設(shè)備將會迎來一片發(fā)展的春天。

1 可穿戴醫(yī)療設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀

可穿戴醫(yī)療設(shè)備指的是具備監(jiān)測與分析人體生理數(shù)據(jù)功能的便攜式電子產(chǎn)品。目前常見的可穿戴醫(yī)療設(shè)備主要有智能手表、智能腕帶、智能眼鏡、智能服飾或鞋子等，它通過各種傳感器、無線互聯(lián)、多媒體技術(shù)實現(xiàn)與人的無縫連接，采集人體的生理健康數(shù)據(jù)，進行動態(tài)監(jiān)測，并上傳到系統(tǒng)平臺進行存儲和處理，經(jīng)過分析后將健康結(jié)果反饋給用戶，為用戶的醫(yī)療診斷提供有價值的參考和依據(jù)。

目前，可穿戴醫(yī)療設(shè)備在國內(nèi)外的發(fā)展前景非?？捎^。在國外，美國和歐盟斥巨資投入到可穿戴醫(yī)療行業(yè)中，各大發(fā)達國家也相繼投入人力財力到該應(yīng)用領(lǐng)域中。在國際著名企業(yè)中，蘋果、索尼、谷歌、三星等公司紛紛強勢步入可穿戴醫(yī)療市場，致力于可穿戴醫(yī)療技術(shù)以及產(chǎn)品的研發(fā)。據(jù)研究報告分析指出，到2017年，中國可穿戴醫(yī)療市場規(guī)模將達到50億元，這無疑將形成可穿戴市場的空前繁榮?？纱┐麽t(yī)療設(shè)備屬是將傳統(tǒng)醫(yī)療與移動化數(shù)字平臺結(jié)合的新興電子產(chǎn)品，雖然目前市場前景廣闊，但實際產(chǎn)品缺乏一定的實用價值，淪為雞肋，發(fā)展現(xiàn)狀也是不溫不火，雖有市場卻難有價值高的產(chǎn)品出現(xiàn)，因此真正的市場爆發(fā)還需要一定的時間和技術(shù)催化。

2 可穿戴醫(yī)療設(shè)備的技術(shù)實現(xiàn)

可穿戴醫(yī)療設(shè)備的功能主要由3個基本模塊實現(xiàn)：（1）數(shù)據(jù)采集模塊：主要由各種傳感器來實現(xiàn)對人體數(shù)據(jù)的采集，另外，需要集成對外部自然環(huán)境感知的傳感器。（2）無線通信模塊：目前常用于可穿戴醫(yī)療設(shè)備的無線通信技術(shù)主要有藍牙，紅外線，ZigBee，WiFi等，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街悄芙K端和服務(wù)器云端。（3）數(shù)據(jù)處理模塊：對上傳的數(shù)據(jù)進行同步的大數(shù)據(jù)分析，云計算處理，能夠?qū)θ梭w狀態(tài)進行實時監(jiān)控和管理，提供醫(yī)療建議和診斷。

在數(shù)據(jù)采集模塊，傳感器是核心部分，起到了決定性的作用。傳統(tǒng)的傳感器體型較大，功耗大，不能滿足可穿戴醫(yī)療設(shè)備的性能需求。目前的可穿戴產(chǎn)品采用的傳感器均采用微型集成電路，結(jié)合新型柔性材料技術(shù)，將傳感器與物品完美結(jié)合，將可穿戴醫(yī)療產(chǎn)品外觀設(shè)計得更加微型化、智能化，提高產(chǎn)品的用戶體驗度，舒適度。在用戶端，主要依靠各種傳感器芯片來實現(xiàn)生理信號（如心率、體溫、脈搏、血壓等）的采集，同時，目前的產(chǎn)品也集成了常規(guī)環(huán)境采集的功能，能夠?qū)τ脩羯瞽h(huán)境進行感知，具備對用戶生活出行提醒和指導(dǎo)的功能。

在無線通信模塊，可穿戴智能醫(yī)療設(shè)備主要與移動終端設(shè)備（如智能手機、平板電腦）和服務(wù)器端進行通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析與顯示。主要技術(shù)可以采用藍牙傳輸構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)。藍牙技術(shù)是一種低功耗、短距離的無線高速傳輸標準，應(yīng)用非常廣泛，可用于移動終端設(shè)備、固定設(shè)備以及樓宇網(wǎng)絡(luò)間的數(shù)據(jù)交換。另外，ZigBee技術(shù)是一種高效率、低功耗的無線傳輸協(xié)議，并具備結(jié)點自組網(wǎng)功能，可以構(gòu)建ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)[1]。不過市面上支持ZigBee協(xié)議的移動終端設(shè)備很少，難以服務(wù)于移動終端設(shè)備，因此限制了該技術(shù)在可穿戴醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用。

在數(shù)據(jù)處理模塊，由于是對用戶生理信號的實時采集，導(dǎo)致上傳到服務(wù)器的用戶數(shù)據(jù)量是極其龐大的，并且要進行進一步的深度分析與計算。因此在服務(wù)器端應(yīng)采用云服務(wù)平臺，對數(shù)據(jù)采用基于云計算的大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。從海量數(shù)據(jù)中提取關(guān)鍵信息，為用戶醫(yī)療健康提供針對性、指導(dǎo)性的分析與建議。

3 可穿戴醫(yī)療設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域

可穿戴設(shè)備目前主要分為兩大類：（1）運動健康類，代表產(chǎn)品有手環(huán)、手表以及體重秤等，主要用于對用戶的生理健康數(shù)據(jù)的獲取，能夠進行計步、心率、卡路里、運動軌跡以及睡眠的監(jiān)測以及分析等功能。（2）針對疾病監(jiān)測類，代表產(chǎn)品有血壓計、血糖儀等，主要功能是對某類病人或特殊人群進行實時動態(tài)監(jiān)測，分析病患的生理信號，如心電、脈搏、血壓、血氧、血糖、腦電等數(shù)據(jù)，為醫(yī)療診斷提供科學(xué)的數(shù)據(jù)依據(jù)。目前，可穿戴醫(yī)療設(shè)備主要的應(yīng)用領(lǐng)域有慢性病管理，特殊人群監(jiān)護，疾病預(yù)防與治療以及家庭康復(fù)等，如圖1所示。

3.1 慢性病管理

由于目前社會生活環(huán)境的影響，人們工作生活壓力大，在我國，目前慢性病的發(fā)病率比較高，病患人數(shù)眾多[2]。常見病如高血壓、冠心病以及糖尿病等。傳統(tǒng)的血壓計、血糖儀是以往監(jiān)測高血壓，糖尿病人日常病情的重要手段，智能化的血壓計和血糖儀利用傳感技術(shù)和無線通信技術(shù)大大簡化了傳統(tǒng)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和記錄流程，并能實現(xiàn)智能化，自動化的云計算分析和處理，將結(jié)果反饋給患者和家人，讓慢性病監(jiān)測更加方便、快捷、高效。

3.2 特殊人群健康監(jiān)護

針對特殊人群如老人、小孩以及孕婦等，使用可穿戴醫(yī)療設(shè)備的健康監(jiān)控功能，為這類人群提供定制化、可視化、智能化的健康分析與指導(dǎo)建議。一旦有特殊情況發(fā)生，可實時預(yù)警給預(yù)設(shè)的手機和電腦，讓家人能夠及時了解，及時救助。如果情況危急，可穿戴設(shè)備直接開啟自動報警急救功能，尤其是老齡群體，需要特殊的關(guān)愛和照顧，可穿戴醫(yī)療設(shè)備能夠做到防患于未然。endprint

3.3 疾病預(yù)防與治療

在疾病防治領(lǐng)域，智能化的可穿戴醫(yī)療設(shè)備將形成一種潮流化的趨勢，滿足人們對醫(yī)療設(shè)備更實用、更智能、更廉價的需求。針對突發(fā)高危疾病的預(yù)防與治療是迫在眉睫的，尤其是心肌梗死、癲癇等疾病，在2014年，美國創(chuàng)業(yè)公司Empatica針對癲癇病人設(shè)計了一款Embrace智能腕帶，主要作用是通過與移動設(shè)備的配合使用，預(yù)測癲癇病的發(fā)作，當(dāng)監(jiān)測到患者的身體數(shù)據(jù)超過預(yù)設(shè)的臨界值，就會通知患者及其家人。MIT教授Rosilind Picard指出，癲癇或痙攣發(fā)生之前，皮膚會發(fā)生高水平的電傳導(dǎo)現(xiàn)象。Embrace智能腕帶正是通過設(shè)備內(nèi)部的集成電小板，加速計以及陀螺儀，根據(jù)特定的算法來計算與評估患者皮膚產(chǎn)生的電傳導(dǎo)，從而預(yù)測癲癇病的發(fā)作。

3.4 家庭康復(fù)

在現(xiàn)實生活中，殘疾人士的康復(fù)治療是一個長期而艱巨的難題。這類人群有的不僅是身體上的殘疾，心理上也受到了嚴重的創(chuàng)傷。因此，對于殘疾人士的日常家庭護理得從身體和心理兩個層面去鍛煉和恢復(fù)。目前應(yīng)用了VR技術(shù)的Google VR以及Gear VR眼鏡，能夠幫助人們體驗現(xiàn)實生活中體驗不到的虛擬環(huán)境，這無疑將是殘疾人士的一大福音。結(jié)合了VR技術(shù)的可穿戴醫(yī)療設(shè)備能為身體有缺陷的人群提供虛擬環(huán)境下完整的數(shù)字身體，幫助他們在游戲和運動的過程中得到肌體的康復(fù)意識訓(xùn)練，減少殘疾人士心理上的痛苦和壓力，早日獲得心理乃至身體上的康復(fù)。

4 可穿戴醫(yī)療設(shè)備發(fā)展面臨的問題及建議

4.1 技術(shù)上的改進建議

4.1.1 低功耗設(shè)計、續(xù)航能力的提升

可穿戴醫(yī)療產(chǎn)品需要用戶長期佩戴，為了獲取更好的體驗舒適度，產(chǎn)品的體積和重量都在減小，相對而言，這對于產(chǎn)品芯片的功能要求就更高了。市面上大多數(shù)可穿戴產(chǎn)品的實際功耗均高于無線人體局域網(wǎng)IEEE 802.15.6標準，因此設(shè)備的低功耗設(shè)計和續(xù)航能力的提升是一個亟待解決的問題。目前新能源材料石墨烯的出現(xiàn)，給電子產(chǎn)品帶來了新的機遇，如果將它用于可穿戴醫(yī)療設(shè)備，這將會是對設(shè)備續(xù)航性能的重大提升。

4.1.2 提高設(shè)備靈敏度

可穿戴醫(yī)療設(shè)備采用無線傳感器感知人體身體健康數(shù)據(jù)，其產(chǎn)品的一個突出問題是操作靈敏度不夠，尤其是在一些特殊情況下，如高溫低溫、汗水都會影響到傳感器的采集敏感度或者導(dǎo)致重新校驗傳感，反應(yīng)速度較慢，這也是未來可穿戴醫(yī)療設(shè)備需要進一步改進的技術(shù)點。Gietzelt等設(shè)計了一套能夠自主校正的算法應(yīng)用于三維加速度傳感器，更精準的傳感采集技術(shù)需要進一步研究和開發(fā)。

4.1.3 提供良好的用戶體驗

在智能醫(yī)療產(chǎn)品的設(shè)計上，良好的用戶體驗是至關(guān)重要的，體現(xiàn)了以人為本，以用戶為主的基本原則。用戶的需求是無需專業(yè)的知識就能進行便捷的操作，界面友好，設(shè)置簡單以及功能完善等[3]。真正實現(xiàn)“小設(shè)備，大功能”的原則，做到更貼心、更實用。

4.1.4 功能定位上的調(diào)整

目前市面上流行的可穿戴醫(yī)療設(shè)備提供的大多是基礎(chǔ)類的健康管理或運動監(jiān)測，并不能為用戶提供實時的醫(yī)療診斷與建議，滿足不了用戶的醫(yī)療需求，這需要在后期產(chǎn)品的功能定位作出巨大的調(diào)整，擺脫“雞肋”的角色定位，真正發(fā)揮智能醫(yī)療的作用。

4.2 安全性問題及建議

4.2.1 設(shè)備安全性

由于設(shè)備的電子屬性，人體皮膚需要長時間接觸可穿戴醫(yī)療設(shè)備，暴露在電子產(chǎn)品的輻射下，這難免會讓人對設(shè)備的物理安全性提出質(zhì)疑。目前市面上的可穿戴產(chǎn)品缺乏統(tǒng)一的醫(yī)療監(jiān)管，行業(yè)標準體制未健全，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，這也不由讓人產(chǎn)生擔(dān)憂和疑慮。因此，行業(yè)產(chǎn)品規(guī)范和統(tǒng)一標準的制定亟待解決，另外，可穿戴產(chǎn)品公司需要嚴控設(shè)備安全關(guān)，進一步提高產(chǎn)品硬件質(zhì)量。我國在2015年召開了《中國可穿戴聯(lián)盟標準》閉門工作會，研究討論了可穿戴設(shè)備的標準體系，旨在形成統(tǒng)一的、規(guī)范的行業(yè)標準，為可穿戴設(shè)備的發(fā)展提供有價值的參考建議。

4.2.2 隱私數(shù)據(jù)安全性

近幾年來，各大品牌可穿戴設(shè)備頻頻爆出數(shù)據(jù)泄露事件，遭到人們的詬病?？纱┐麽t(yī)療產(chǎn)品采集的是用戶的健康和行為數(shù)據(jù)，匯聚成了醫(yī)療健康領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)，如果這些隱私數(shù)據(jù)遭到泄露，將對用戶造成不可彌補的損失[4]。針對數(shù)據(jù)安全性方面，可以采用保密性更好的安全協(xié)議，通過采用用戶身份生物識別技術(shù)、隱私數(shù)據(jù)基于芯片層加密以及匿名通信技術(shù)等措施來保障。另外，用戶作為產(chǎn)品使用的主體，需要進一步增強用戶的安全防范意識，國家也亟待出臺完善的信息安全保護法律，共同構(gòu)建更安全的網(wǎng)絡(luò)使用環(huán)境。

4.3 醫(yī)療數(shù)據(jù)的互通互認

作為具備醫(yī)療功能的可穿戴設(shè)備，其功能的大眾認可度、可信度是阻礙其發(fā)展的關(guān)鍵問題。如果沒有權(quán)威的醫(yī)療機構(gòu)的監(jiān)管，醫(yī)院、專家醫(yī)生的認同，那可穿戴醫(yī)療設(shè)備提供的醫(yī)療建議是否還可信、可行呢？在實現(xiàn)醫(yī)療數(shù)據(jù)的互通互認上，需要從兩個主要方面進行改進。

4.3.1 進一步加強醫(yī)療監(jiān)管

可穿戴醫(yī)療設(shè)備通過長期監(jiān)測人體的生理指標數(shù)據(jù)，形成大量的數(shù)據(jù)累積，進一步為疾病的預(yù)防、診斷與治療提供科學(xué)的依據(jù)，其發(fā)展具備巨大的潛力。但目前可穿戴醫(yī)療產(chǎn)品的功能大多數(shù)是浮于表面的健康管理，沒有深入到醫(yī)療領(lǐng)域。作為新生的智能產(chǎn)品，要想提高用戶的認可度，還需要國家的統(tǒng)一監(jiān)管，醫(yī)療權(quán)威機構(gòu)的科學(xué)指導(dǎo)，形成專業(yè)化、精準化、產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展鏈條。

4.3.2 加強與醫(yī)院的合作

醫(yī)院是提供醫(yī)療服務(wù)的核心機構(gòu)，可穿戴醫(yī)療設(shè)備要想進一步開拓臨床醫(yī)療市場，可以加強與醫(yī)院的合作，為醫(yī)院的診斷與治療提供原始的數(shù)據(jù)信息，結(jié)合醫(yī)院專業(yè)化的數(shù)據(jù)分析與指導(dǎo)，讓可穿戴醫(yī)療設(shè)備滲透到疾病“監(jiān)測—治療—康復(fù)”的各個環(huán)節(jié)中，發(fā)揮其性能優(yōu)勢，解決醫(yī)療壓力，并在一定程度上減少醫(yī)患兩方的成本。

5 結(jié)語

可穿戴醫(yī)療設(shè)備作為一個新研究領(lǐng)域的電子產(chǎn)物，發(fā)展的前景是不可估量的。在未來，期待可穿戴醫(yī)療產(chǎn)品的功能和性能更加的完善，能開拓醫(yī)療領(lǐng)域的新市場，解決目前的醫(yī)療困境，形成精準化醫(yī)療診斷，個性化醫(yī)療服務(wù)，促進整個醫(yī)療行業(yè)的蓬勃發(fā)展。

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