醫(yī)療領域中的可穿戴式設備

楊永生 李建華

（上海健康醫(yī)學院 上海市 201318）

在以往的醫(yī)療照護服務體系中，將醫(yī)院作為服務體系的中心，患者往往需要依賴醫(yī)院的先進設備進行診療，達到治療疾病的目的。近年來，在現(xiàn)代通信技術的驅(qū)動下，傳統(tǒng)的醫(yī)療照護服務體系從根本上發(fā)生了改變，由“以醫(yī)院為中心”向“以患者為中心”過渡，將醫(yī)院的資源進行合理的分配，關注患者的院前預診和院后的康復檢測工作[1]。在新型的醫(yī)療照護服務體系下，可穿戴式設備憑借著其便攜性、智能化的特點，突破了傳統(tǒng)的思維界限，在健康醫(yī)療領域具有強大的應用潛力。本文簡要介紹了可穿戴式設備的分類，對可穿戴式設備的應用優(yōu)勢進行分析，同時列出了應用過程中存在的挑戰(zhàn)和未來發(fā)展的趨勢。

1 可穿戴式醫(yī)療設備的分類

可穿戴醫(yī)療設備（wearable medical devices）在軟件支持下，可以感知、記錄、分析、調(diào)控、干預甚至治療疾病或維護人體健康狀態(tài)[2]。它通過集成不同種類的傳感器、柔性元件、通信模塊、微處理器，可以實時采集心率、脈率、呼吸頻率、體溫、血壓、血糖、血氧等人體體征數(shù)據(jù)，讓生命體態(tài)數(shù)據(jù)化，滿足健康醫(yī)療領域的相應需求，發(fā)展前景廣闊。據(jù)調(diào)查[3]，可穿戴式設備可以根據(jù)功能和佩戴的位置進行分類。

1.1 按功能分類

圖1 展示了可穿戴式設備按功能進行的分類。從圖中我們可以了解到，可穿戴式設備當前主要的應用領域為健康醫(yī)療和運動健身，健康醫(yī)療占據(jù)著主要地位。可穿戴設備可以實時檢測用戶的生命體征數(shù)據(jù)，讓用戶了解自身的健康狀態(tài)，及時作出應對策略，提高身體素質(zhì)。這也從側(cè)面反映出了可穿戴式設備在健康醫(yī)療領域有著強大的應用潛力。

1.2 按佩戴位置分類

圖2 展示了可穿戴式設備按佩戴位置進行的分類。從圖中我們可以了解到可穿戴式設備可以分為手部穿戴類，頭部穿戴類，下肢穿戴類，軀干穿戴類[4]。由于人體手腕是最適合用于穿戴的部位，可以持續(xù)性的檢測人體基本信息，所以手部穿戴類設備更容易被大眾所接受，而且其具有方便，輕巧、智能化的特點[5]。

2 可穿戴醫(yī)療設備的應用優(yōu)勢

隨著人們生活水平的不斷提高，健康意識不斷加強，人們開始追求個性化的醫(yī)療服務。但是由于人口基數(shù)大，國內(nèi)公共醫(yī)療體系不完整，優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源基本上都集中在大城市，導致醫(yī)療信息資源不通暢，無法共享，人們不能及時地發(fā)現(xiàn)身體內(nèi)存在的隱患，未能作出應對措施，增大了醫(yī)療服務系統(tǒng)的負擔。與傳統(tǒng)醫(yī)療設備相比，可穿戴式醫(yī)療設備憑借著其先進的通信技術、電源技術、傳感器技術、醫(yī)療芯片技術、顯示技術，在健康醫(yī)療領域有著其他醫(yī)療設備無法比擬的優(yōu)勢：

2.1 實時檢測

圖1：可穿戴式設備按功能劃分圖

圖2：可穿戴式設備按佩戴位置劃分圖

可穿戴醫(yī)療設備能夠?qū)崟r檢測用戶的身體狀況，測量出用戶的身體健康數(shù)據(jù)，幫助用戶了解身體情況以及隱患并及時作出反應，比如測量血糖血壓，來反映用戶每一餐的飲食健康情況，并在下一餐做出健康的調(diào)整。在運動過程中，可穿戴式設備可以隨運動狀態(tài)的變化實時測量出身體參數(shù)，經(jīng)過后臺數(shù)據(jù)的分析整理后，指出該段時間內(nèi)運動狀況存在的缺陷，并結(jié)合用戶自身的身體情況，制定出更加健康的運動方案。既節(jié)省了醫(yī)療開支，也能夠自己解決身體的小毛病，為健康檢測提供了條件，全面提升了用戶的健康水平，同時也降低了用戶的使用成本和時間成本。

2.2 不受空間限制

在以往的醫(yī)療服務體系中，要想采集人體的基本生理數(shù)據(jù)必須要前往定點醫(yī)院或者衛(wèi)生醫(yī)療機構，受到很大的地理因素限制，增加了醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)的壓力，可穿戴醫(yī)療設備完全擺脫這種地理因素空間的限制，讓用戶可以不需要去醫(yī)院的前提下，可以在家方便地采集個人生理數(shù)據(jù)信息。與此同時，可穿戴醫(yī)療設備還可以將這些生理數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫嘶蛘咧腔坩t(yī)療平臺中進行存儲，利用大數(shù)據(jù)分析技術，讓數(shù)據(jù)可視化，以圖表的形式讓用戶生動形象的了解自己身體的健康狀況，提高了用戶的健康服務質(zhì)量[6]。

2.3 降低醫(yī)療成本

一方面，經(jīng)過醫(yī)生的初步診斷并提供治療方案后，可穿戴醫(yī)療設備能夠幫助醫(yī)生了解患者治療后的健康恢復狀況，讓醫(yī)生對相應的診療方案有了更加清晰的認識，加快患者疾病的治愈。另一方面，患者還可以通過數(shù)據(jù)的改變觀察一段時間內(nèi)身體的狀態(tài)，做出應對策略，進而選擇健康的生活方式，避免看急診和住院治療，減少就醫(yī)次數(shù)，節(jié)約醫(yī)療資源。可穿戴式醫(yī)療設備在降低醫(yī)療費用、提高生活質(zhì)量上產(chǎn)生了重大影響，大大降低了醫(yī)患兩方的治療成本。

3 應用過程中存在的挑戰(zhàn)

3.1 數(shù)據(jù)準確性

可穿戴式設備在不同環(huán)境下測量到的人體數(shù)據(jù)是不同的，與專業(yè)檢測儀器相比，測量出的數(shù)據(jù)準確率相對較低。以運動手環(huán)為例，它給出的人體每天所消耗的卡路里，是根據(jù)手臂的擺動次數(shù)，近似算出每日的步數(shù)，然后再結(jié)合用戶在注冊時所填入的體重數(shù)據(jù)和身高數(shù)據(jù)，最后換算出人體每日消耗的卡路里。這里實際消耗的能量與測量出的能量是不相符的，存在較大的誤差，以至于系統(tǒng)給出的相應運動建議不能真正做到切合實際，在未來的發(fā)展中還存在很大的挑戰(zhàn)。

3.2 數(shù)據(jù)安全及隱私保護

大多數(shù)的可穿戴式設備通過藍牙或Wi-Fi 等無線通信技術進行數(shù)據(jù)傳輸，在個人身體參數(shù)信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)終端的過程中，需要連接到互聯(lián)網(wǎng)絡，這就使個人的隱私數(shù)據(jù)存在泄露的風險，這只是其中一方面；另一方面，當我們的生活數(shù)據(jù)被可穿戴式設備記錄下來之后，這一連串數(shù)據(jù)會永久存儲在某家公司的服務器上，當服務器受到黑客攻擊或管理人員非法利用時，這些數(shù)據(jù)會成為突破口，對人們的生命財產(chǎn)安全造成威脅。例如，在某屆黑帽安全大會上，研究人員遠程通過網(wǎng)絡攻擊胰島素泵，進而控制患者胰島素用量，從而威脅患者生命[7]。

3.3 監(jiān)管保護力度

可穿戴醫(yī)療設備是時代的新產(chǎn)物，缺乏全面性、系統(tǒng)性、專門性的法律體系保護，政府相應部門的監(jiān)督和管理機制不完善，不易管理[8]。雖然我國已經(jīng)出臺了一系列政策來應對這一新鮮事物的發(fā)展，但是由于可穿戴式設備采集到的數(shù)據(jù)邊界模糊，沒有相應的規(guī)范，影響了相關法律的實施效果。而且，由于可穿戴式設備的市場不夠成熟，產(chǎn)品沒有經(jīng)過長時間的考驗，對于大眾所期望的目標還有較大距離，因此，加大對可穿戴式醫(yī)療設備的監(jiān)管保護力度，建立完善的信息安全防護體系，十分有必要。

4 可穿戴設備未來發(fā)展趨勢

4.1 產(chǎn)品聚焦化

任何產(chǎn)品的設計都是為用戶服務而存在的，未來的可穿戴式醫(yī)療設備應更加注重于具體的人群或功能，能夠精細劃分應用市場，為用戶提供專業(yè)化的服務產(chǎn)品。雖然目前可穿戴式醫(yī)療設備呈現(xiàn)磅礴的發(fā)展態(tài)勢，在全球各大廠商的推動下，涌現(xiàn)出了很多產(chǎn)品，但是這些產(chǎn)品大多數(shù)功能相近，設計者更像是追求設備本身的價值，沒能夠在用戶身上細化需求。未來的可穿戴式醫(yī)療設備應該擺脫作為手機等智能工具附屬的尷尬境地，為不同的專業(yè)需求進行集中定制，比如為糖尿病患者服務的專業(yè)化可穿戴式產(chǎn)品，能夠?qū)崟r檢測用戶體內(nèi)的血糖含量，在用戶進食時提供合理的健康膳食建議，或者用藥時間的具體規(guī)劃[9]。可以想象到，未來具有不同需求的人們在可穿戴式設備的幫助下，便捷地實現(xiàn)自己的身體或精神上的需求，享受它們帶來的便利化生活。

4.2 數(shù)據(jù)集成化

隨著移動醫(yī)療服務平臺技術的逐漸成熟，未來的可穿戴式設備必將實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成化，人們的醫(yī)療數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)互通共享。未來的可穿戴式醫(yī)療設備應該具有一個應用平臺，患者可以查閱自己的數(shù)據(jù)，對自己的身體信息有一定的了解，并且借助這個平臺，實現(xiàn)對日常生活的健康管理，減少慢性疾病的發(fā)病率和提高身體素質(zhì)；醫(yī)生在一定條件的限制下，也可以對患者的部分信息進行查詢，幫助實現(xiàn)疾病的診斷和預防等等，節(jié)省了醫(yī)療開支，降低醫(yī)療成本。而且，網(wǎng)絡時代的云端技術也為可穿戴式設備提供了廣闊的發(fā)展空間，可以建立大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，建立基于用戶，云端，醫(yī)療機構三位一體的大數(shù)據(jù)分析與共享系統(tǒng)，開辟醫(yī)療數(shù)據(jù)的信息化與社會化的管理模式[10]。

4.3 設計個性化

由于可穿戴式設備依附于人體的某個部位，在實現(xiàn)具體功能的同時還要兼顧用戶的外觀需求，滿足用戶的個性化審美要求。可以說，未來的可穿戴式醫(yī)療設備既要考慮健康監(jiān)測，又要在舒適性、美觀性等方面得到用戶的歡迎。比如蘋果產(chǎn)品之所以受到大眾的喜愛，很大程度上得益于他的設計簡約大方、經(jīng)典美觀，能夠滿足用戶對于美和時尚的追求，就像時裝一樣在氣質(zhì)層面給人加分[11]。目前大多數(shù)可穿戴式設備佩戴舒適性較低，與傳統(tǒng)設備相比，還存在發(fā)熱、穿戴障礙等問題。未來可穿戴式醫(yī)療設備的設計應該融入到用戶的日常生活當中，盡量讓用戶感受不到它們的存在，甚至在睡覺的時候都不取下來，給予用戶全天性的舒適感。另外還可以與世界上一些大品牌的時尚公司合作，融合他們的時尚元素，幫助可穿戴式設備更快地融入市場，在用戶基數(shù)增長的前提下，不斷吸取用戶評價，改善設備的性能，更好的服務社會。

5 結(jié)語

隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，可穿戴設備對醫(yī)療健康領域的發(fā)展具有非常重要的推動影響和作用。與傳統(tǒng)醫(yī)療設備相比較，可穿戴式設備由于其獨特的實時性、便攜性、智能性、交互性等優(yōu)勢，在醫(yī)療健康領域具有非常廣闊的應用，最終必將能夠幫助人們提高身體健康素質(zhì)，贏得大眾的喜愛。雖然現(xiàn)階段在探索過程中面臨著諸多挑戰(zhàn)，但我相信任何挑戰(zhàn)和機遇都是并存的，隨著科技的不斷發(fā)展、可穿戴技術的不斷提高，它會大大改善人們的生活方式，幫助人們走向科技新時代。而我們現(xiàn)在要做的就是不斷挑戰(zhàn)和解決新的難題，科技發(fā)展的潮流是不可阻擋的，可穿戴式設備擁有光明的未來。