管理你的未来健康

Part 7 可穿戴医疗设备：让智慧医疗与公众健康“无缝对接”

可穿戴医疗设备：管理你的未来健康

市场研究机构Transparency Market Research的研究表明，可穿戴设备最有潜力的应用领域依次是医疗、健身和娱乐；Ahadome预测可穿戴技术在卫生健康领域应用的市场价值将至少会占到可穿戴设备市场总规模的一半。

可穿戴设备将会给医疗器械行业带来一场设备小型化、便携化和可穿戴化的变革。新型的智能可穿戴设备不仅能够实时地监测血压、血糖、心率、呼吸频率、体温和血氧含量等人体的健康指标，还能够用于各种疾病的治疗或者辅助治疗。例如智能眼镜能够帮助患有老年痴呆症的患者记起容易遗忘的人和事，谷歌眼镜能够对外科手术全过程进行直播，电离子透入贴片能够帮助头痛患者缓解痛苦。

iMedia Research的研究数据显示：2012年中国可穿戴医疗设备的市场规模达到了4.2亿元，预计这一市场在2017年将达到47.7亿元，年复合增长率高达60%。

下面我们看一下可穿戴设备在医疗领域的主要应用，再探讨一下如何让消费者更快地接受医疗可穿戴设备。

图7-1 2011-2017年中国可穿戴医疗设备市场规模

可穿戴医疗设备正在成为慢性病检测的利器

可穿戴医疗设备能够借助多种传感器对血压值、血糖值、血氧含量、心率、呼吸频率、体温等人体的生理指标进行采集，并将这些数据无线传输到随身携带的中央处理器（如智能手机或是其他的小型便携无线装置，当用户的某项生理指标出现异常时中央处理器就会及时报警），中央处理器会把这些数据传送到医疗机构，以辅助医生及时地对用户的病情进行专业、全面的分析和治疗。

（1）无创血糖连续监测技术

当前的血糖连续监测设备主要是通过皮下组织水（唾液和汗液等人体渗出液）来进行血糖浓度的测量的，再根据渗出液中的葡萄糖浓度与血糖浓度的相关性测算出患者的血糖值。其中，美国美敦力（Medtronic）公司推出的血糖实时连续监测系统CGM是最早获得FDA批准的同类产品。

血糖监测探头通过金属细丝贴在病人腹部（金属细丝刺入速度很快，痛感很低），每个探头能够连续使用3天，每分钟测量10次皮下组织水里的葡萄糖浓度，测量数据通过无线方式上传到接收器，接收器每5分钟对接收到的数据进行一次平均值处理，并将求得的平均值作为血糖值进行储存。这种监测方法每天收集到的数据量相当于传统血糖测试方法的100多倍。另外，美国的Spectrx公司研发的血糖仪则是利用无痛激光微创技术在皮肤角质层上开启一列微孔，再使用专用的传感器收集组织液并测量和分析出病人的血糖浓度。

（2）无创血压连续监测技术

利用挠动脉脉搏幅值来测量血压值。新加坡健资（国际）私人有限公司生产的手表式连续每搏血压测量仪就是使用该法来测定血压值的，这款腕表的测量精准性已经得到了欧洲高血压学会和美国医疗仪器促进协会的临床验证。美国的Medwave公司研发的Vasotrac手腕血压测量仪就是先确定血管的零负荷状态，再根据血管零负荷状态下脉搏波动的幅值中的其他参数计算出血压值，零负荷状态的确定则是用在挠动脉上进行周期性的加压和减压的方法。这种技术无法进行每搏连续测量，并且操作过程必须有专业人员的指导，还要在手腕进行加压，使用上还不够便利。

利用脉搏波传速来测定血压值。这种方法就是使用光电传感器和生物电极来测量脉搏波传速，然后使用血压测量金标准对脉搏波传速与动脉血压关系进行校准，从而确定血压值。另外，科研人员还尝试在计算过程中引入身高、体重等参数，以提高测量数据的准确度。这种传感器具有设计简单、成本较低的优势，能够在手机、手表、PDA等多种载体上使用。

通过每搏血容积变化值来测量动脉血压值。利用光电传感器测定每搏血容积的变化量，再根据凝聚流体力学和血容量变化量与经皮压力的关系计算出血压平均值，这项技术当前还处于研发阶段。

（3）无创血氧连续监测技术

利用红光谱测量血氧饱和度。血氧饱和度是指血液中氧合血红蛋白与全部血红蛋白容量的百分比，是一项重要的生理指标。血氧饱和度的长期监测对于呼吸系统疾病患者非常有意义。现在可以将脉冲血氧计附着在患者的手指、脚趾或者耳垂上来测量血氧饱和度。

脉冲血氧计的测量原理是：氧合血红蛋白对红外光的吸收率比较高而对红光的通过率比较高，与之相反，非氧合血红蛋白则对红光的吸收率比较高而对红外光的通过率比较高。美国SPOMedical公司研发的“智能血氧手表”能够监测使用者睡眠时的血氧饱和度，从而减少睡眠窒息症患者发生夜间呼吸阻碍的风险。

（4）可穿戴医疗设备的监测应用实例

★Maxim生命体征测量T恤。在“2013 International CES”上美信公司（Maxim Integrated）展出了一款集成了多种传感器能够进行生命体征数据监测的T恤，名为“Fit衫”。这款T恤能够测量运动量、体温、心电图等数据，帮助医疗机构监测患者的身体状况。这款T恤在袖子等四个部位装入了心电仪传感器，还使用了新加坡Clearbridge VitalSign公司的信号处理技术以及美国Orbital Research公司的干式电极。当前Fit衫还处于试验阶段。

★Imec可穿戴耳机。Imec可穿戴脑电图（EEG）耳机和心电图（EKG）贴片能够分别监测人的大脑和心脏活动，系统会对心率和3D加速计的数据进行储存，还能发送到智能手机里。采集到的数据能够被实时传送到最远16公里外的接收器中。

★Duo Fertility生育监测系统。英国剑桥的温度概念公司研发了一套Duo Fertility系统，该系统借助放在女性腋下的传感器贴片能够测量出女性排卵期的细微体温变化，进而对女性的排卵日进行精准预计，帮助女性达到怀孕或是避孕的效果。Duo Fertility系统每天能够测量2万个体温数据，数据精准度达99%，使用该系统半年后受孕率能够提高20%，成功率能够与价格昂贵的人工授精相媲美。

资料来原：易沃智能科技。

图7-2 Duo Fertility生育监测器

★Body Tel家用诊断系统。Body Tel能够为慢性疾病的患者提供更加便捷的居家诊断服务。这一系统的主要产品Pressure Tel、Gluco Tel、Weight Tel和Weight TelPro等基于一个共同的中心设施，并且所有的设备都嵌入了蓝牙模块，从而可以把测量到的身体指标数据自动传输到中转站（病人的智能手机等）。中转站会把这些数据传输到在线数据库中，整个传输过程由系统实时自动完成，不需要患者的任何操作。医生不仅可以随时查看这些数据，还可以设置在特定的条件下让系统发送警报信号。当某项数据超出此前设置的数据区间时，医生就会收到系统发送的警报信息。比如在糖尿病患者血糖严重偏高或偏低的情况下，得到警报的医护人员就能够进行及时的救护与治疗。

可穿戴医疗设备能够治疗多种疾病

可穿戴医疗设备除用于各种生理指标的监测以外，还能够在辅助治疗各种疾病的过程中发挥着重要的作用，下面我们看一下可穿戴医疗设备在疾病治疗中的一些应用实例。

（1）手腕式血糖控制仪：基于Bio-MEMS技术，包括取血微泵、血糖传感电极和气压送药微泵三个组成部分。手腕式血糖控制仪首先利用微针来测量血糖浓度，然后微泵就会注射降血糖药物或葡萄糖，从而帮助患者保持正常的血糖水平。

这款仪器的最大优势在于能够根据患者的血糖水平自动地调节用药方案，从而避免了传统的胰岛素治疗中经常出现的低血糖状况。如果仪器监测的血糖水平低于正常值，微泵就会自动注射葡萄糖；如果仪器监测的血糖水平超出正常值，微泵就会自动注射胰岛素。

（2）声波刺激胰岛素分泌器：通过对病人身体相应部位进行特定时间和频率的声波刺激，能够提高胰岛素的分泌量，进而降低糖尿病患者的血糖水平。临床实验证明，在接受4小时声波治疗后，患者的血糖值能够明显地下。

（3）可穿戴式除颤器：当前临床中应用的可穿戴式除颤器包括除颤器和贴身电极两大核心模块。电极带里含有除颤电极和感知电极，而除颤器则由检测器、脉冲发生器和报警器三部分组成。另外，该除颤器还配备了手动开关，当检测到异常状况时，报警器就会通知医护人员来进行除颤或自动除颤。

（4）可穿戴交变电场用于脑瘤治疗：以色列理工学院的科研团队在研究中，将一台由电池和绷带电极组成的设备放在脑瘤患者头部，借助电场作用控制癌细胞的分裂和生长，使脑癌患者的平均存活时间延长了1倍。实验证明这种治疗方法对正常细胞没有副作用，可见可穿戴式交变电场治疗设备在肿瘤的治疗方面具有巨大的应用潜力。

（5）电离子透入疗法：电离子透入疗法是让药物透过皮肤，利用直流电流推动药物渗入人体体内的治疗方法，能够提高病痛部位的用药剂量，在提高药物疗效的同时也降低了全身用药带来的副作用。

以前的电离子透入疗法往往使用较多的电子元件，还需要专业医务人员进行电流监控，保障治疗过程的安全。现在随着高性能微控制器的出现，电离子透入疗法进入了可穿戴时代，患者可以使用自助电离子透入贴片来治疗头痛、头晕等疾病。

（6）智能眼镜帮助老年痴呆症患者找物品：日本的科研人员发明了一种可以最多识别60种生活用品的智能眼镜，这款眼镜能够记住使用者最后一次看到钥匙、钱包、手机、剃须刀等常用物品的地点，帮助老年痴呆症的患者唤起记忆，减少疾病给生活带来的不便。

这款眼镜的镜片上配有微型摄像头和小型反光镜，能够拍下佩戴者所见的物品。当摄像头首次对准某个物品时，只要使用者说出这个物品的名称，智能眼镜的小型处理器就会将物品名称保存起来。当佩戴者需要使用该物品时，只要说出物品名称，智能眼镜的显示屏上就会立即显示该物品最后出现的位置。这样的实用功能给老年痴呆症患者的晚年生活带来了很大的便利。

可穿戴医疗设备如何快速赢得公众的青睐

可穿戴设备如何才能快速被公众接受，成为老百姓的生活必需品？

在产品设计的过程中除了要考虑消费者对设备的功能性需求之外，可穿戴设备企业还需要在极致时尚和极度隐形之间做出选择。

可穿戴设备制造商可以与时尚品牌展开合作，让产品融入更多的时尚元素。可穿戴医疗设备在具有更多的实用性功能之外，产品的外观设计需要更加吸引眼球，应当像时尚人士佩戴的手链、戒指、耳环、项链等饰品一样，避免消费者产生“异物”感。没有消费者愿意花费300美元购买一块看起来像是升级版计算器的“智能手表”，而一款售价1500美元看起来像“外星人”的谷歌眼镜也不会受到消费者的欢迎。仅仅是设计一款功能全面的产品并不能大卖，可穿戴医疗设备制造企业需要借鉴时尚界的经验，让产品更具时尚感，才会让产品从“可穿戴”变成“渴望穿戴”，从小众走向公众。

谷歌眼镜与Galaxy Gear在可穿戴设备的时尚化领域做出了一些积极的尝试。

★为摆脱产品最初推出时的奇怪形象，谷歌与时尚眼镜电商Warby Parker、时尚品牌Diane Von Furstenberg展开合作，把谷歌眼镜搬上了时装表演的T台。

★Galaxy Gear最初的原型机仅有黑色和灰色两种款式，而三星移动执行副总裁YH Lee认为Galaxy Gear应当定位于可穿戴的时尚产品，在产品推广中需要使用多种色彩来吸引年轻的消费者，因此说服了公司高管实行多色彩战略，推出了燕麦米色、野橘色、摩卡灰、青柠绿还有玫瑰金等多种颜色的Galaxy Gear。然而颜色的变化只是产品时尚化的浅层尝试，可穿戴设备应当具有更加丰富的时尚元素。

★苹果的前总裁John Sculley创办的Misfit公司推出号称“最优美的生命体征追踪设备”Shine。不同于Jawbone UP2、Fuel Band和Fitbit等塑料和橡胶材质的手环，Shine的外壳采用了航天级的铝材以磨砂工艺制成，纽扣一般大小的产品外形圆润，就如同一颗漂亮的鹅卵石。这款产品获得了2013年的“红点设计奖”。时尚化的设计让Shine大获成功，Misfit在众筹平台Indiegogo上线仅仅9小时，就筹得了10万美元融资，是Indiegogo历史上融资速度最快的众筹项目。