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病人不想在操作医疗设备上投入额外的精力,医生也不想在重复的低技术医疗操作上浪费时间。这是智能可穿戴设备技术继续突破的意义所在
方便用户佩戴是可穿戴设备的天然优势。在医疗领域使用时,它可以进行24小时全天候监控,这将大大降低医患之间信息交流的成本。照片/视觉中国(000681)戴着手镯、眼罩、袖口和眼镜,欢迎来到智能可穿戴设备时代。首先,它是一个装饰品,其次,它是一个时尚的玩具。一位28岁的中国年轻人陈述了他在三年内买了四个智能手镯的原因。
在概念之初,智能可穿戴设备凭借其高度科技化的外观、智能的尺寸和有趣的功能赢得了第一批用户的青睐,一批售价约100元的消费级产品正在蓬勃发展。
2010年,索尼推出了首款搭载安卓操作系统的liveview智能手表,2014年,它迎来了吸引全球关注的智能可穿戴设备的第一年。然而,这股热潮来得很快,退得也很快。仅仅两年后,智能可穿戴设备的时尚感在年轻人的心目中开始下降。
时尚的热潮已经消退,但它刺激了生产商专注于功能的实现,并最终找到了一条工具性的路线。
方便用户佩戴是可穿戴设备的天然优势。在医疗领域使用时,可以进行24小时全天候监控,大大降低了医患之间信息交流的成本。借助这一特性,一站式医疗服务已成为近年来的热门业务方向,它将收集信息、立即上传数据、分析算法、生成数据图表,然后提供健康指导。
看起来很完美。然而,即使它是一个严重的医疗工具,我们也应该考虑坚持病人和医务人员。那么,目前的消费者可穿戴设备从玩具到医疗工具需要多长时间?
从玩具到医疗工具,材料都是突破。55岁的林怡(化名)在2016年初被诊断患有慢性心脑血管疾病。她的儿子给她买了一个智能手镯,并在手机应用上打开了家庭监控功能,希望能随时知道她的心率和血压。
从测量心跳和脚步等健康刺激功能开始,到收集体重、血压、血糖、心率、睡眠和皮肤电反应等生理指标,利用云服务进行监测,并立即分析数据并反馈给用户或医生,这些都是逐步深入医疗服务核心的半时尚半工具可穿戴产品的发展策略。
但是即使是小而有名的产品也不能令人满意。不允许。最好在家里使用血压计,自己测量几次,记笔记,拍照片,然后发给你的儿子和医生。林宜问,我问得太多了吗?
精度和尺寸很难平衡,这是所有智能可穿戴设备的一大障碍。
以心血管病人常用的动态心电图仪为例,该设备需要监测人体上至少两个监测点:一个是附着在胸部的电极,另一个是绑在手臂上的袖带。对于心血管疾病患者来说,出院后的心血管动态监测有很大的价值,但将动态心电图仪集成到手环大小几乎是不可能的。广州一位心血管临床医生告诉《财经》记者。
为了形成一个智能的可穿戴设备,传感器、电池、电子控制器和其他组件是必不可少的。首先,这些组件足够小,可以集成到以厘米为单位的设备中,有时甚至需要添加更多个性化的组件。此外,可穿戴设备对便携性和穿着舒适性有严格的要求,因此尺寸和功能之间的矛盾更加尖锐。
工作更多、消耗更少食物、消耗尽可能少能量的部件是所有老板都喜欢的最佳员工。为此,电池是关键,而体积更小、容量更大的电池解决方案是目前所有智能设备的愿望。
电池寿命不足会影响人们的携带意愿,不利于监控的连续性。可穿戴设备基本上使用锂电池,但是世界上锂电池的发展跟不上智能设备的步伐。每隔一天充电一次,与智能手机一致的续航能力是用户最嘲笑的一点。
在电池技术产业落后的环境下,一些研究团队将注意力转向环境能量收集和储存的方式,以提高转换效率。根据《科技导报》2017年2月的数据,与传统铁纤维的光电转换效率相比,钛纤维制成的太阳能(000591,诊断原料)电池的效率提高到了5.41%;含fe3o4的碳纳米纤维电池高达8.03%。这些新型电池材料的研究有望使电池的耐久性跃上一个新的台阶。
传感器也是军事战略家的战场。更稳定的信号和更低的功耗是目前最受期待的发展方向,这也有赖于材料技术的突破。
石墨烯,这种新的最受欢迎的材料,由于其良好的韧性、高透光率和良好的导电性,不仅在电池中有一席之地,而且在传感器中也有一席之地。首尔国立大学的金大中团队试图将石墨烯和黄金的特性结合起来,开发出一种可以监测和调节血糖水平的石墨烯腕带。研究结果已于2016年3月发表在《自然道路纳米技术》杂志上。
这款石墨烯腕带的酷之处在于,它不仅可以实时监控,还具有注射功能。
戴上这个腕带,石墨烯传感器将根据皮肤的温度和湿度、汗液的ph值和葡萄糖浓度,综合分析监测区域的血糖浓度。当发现血糖浓度超标时,腕带治疗区的加热器将启动微针,使药物储存体的外膜融化,带有降血糖药物的微针将刺入患者的表层皮肤下,立即控制患者的血糖。
此外,针在治疗区域的外膜将及时停止熔化,以避免过度注射。
这种可实时智能控制的可穿戴产品正是林宜所需要的,对慢性病的管理具有重要意义。
长期、弱操作和长期跟踪检测没有专业维护和操作的慢性病患者是智能穿戴设备解决体积和功能矛盾后最重要的医疗应用手段。
医院中的一些监测设备非常适合集成到小型可穿戴设备中,这对于慢性病患者的诊断和治疗以及慢性病的监测研究尤其有帮助。长期研究便携式医疗电子设备的中国科学院微电子研究所健康电子中心副主任王云峰告诉《财经》记者。
糖尿病患者有着最深刻的体验。市场上销售的胰岛素泵设备具有金大中团队正在开发的血糖仪的优点:当监护仪检测到佩戴者的血糖水平升高时,会指示胰岛素泵注射相应剂量的胰岛素;当血糖水平达到安全装置的预设值时,注射自动停止,实现自动精确。
更简单、无忧的操作模式是医用可穿戴设备用户的集体需求,为产品本身设定了发展方向。
(我们)为患有血糖疾病的患者提供尽可能弱的血糖管理方案,即控制和调节血糖。微糖创始人冯燕飞向《财经》记者解释说,患者长期佩戴血糖仪,设备获取足够的数据,并通过算法生成动态血糖曲线,交由专业医生在线12小时,为血糖控制和泵调节提供指导。
另一家新兴科技公司推出了一款智能健康手表,它可以实时监控佩戴者的血氧指数变化,并生成一份长期的血氧变化数据报告。目标用户也是不擅长设备操作和数据解释的中老年心血管疾病患者。
这些产品有类似的策略,不仅允许患者购买设备,还提供更专业的数据分析服务,通过扩大智能可穿戴设备对医生和用户的最大吸引力,节省了时间和烦恼。
例如,丙型肝炎、黑色素瘤、产后抑郁症等。苹果手表测试参与者白天的清醒程度,并将其与参与者报告的睡眠状态和质量进行比较,形成一份长期监控报告。通过对监测报告的解释,它提供了饮食、药物和医疗等健康指导。
这些智能可穿戴医疗产品代表了一种侧重于长期和弱操作监控的趋势,这一特征基于海量数据(603138,诊断单元)的收集和处理能力。
过去,血糖监测是基于一个点。现在,有了数据,它将更加科学。冯燕飞从刚刚结束的美国糖尿病协会(ada)会议上了解到,研究团体已经就血糖动态监测数据的重要性达成共识。
随着人类对疾病治疗需求的日益复杂,非医疗专业人员不想在医学知识和医疗设备操作上投入额外的精力,而医疗专业人员不想在重复和低技术的医疗操作上浪费时间,这就是智能可穿戴设备在监控时间、数据分析准确性和易用性方面不断突破的意义。
整合信息和成为家庭医生的助手受到规模和准确性的限制。可穿戴设备之所以能让医疗行业保持活力,是因为它具有即时信息反馈的能力,可以降低医生和患者之间的沟通成本。如果长期跟踪和监测患者,趋势可能比准确性更重要。
患者可以在佩戴可穿戴设备后进行24小时监控。例如,血糖指数是5,突然变成7,这肯定是个问题。该设备将向患者发出警告信息。呆在家里(医疗监护)的目的不是做出诊断,而是最终的诊断是去医院。王云峰说。
家庭医生可能是智能可穿戴设备的一个重要用户群体。将于2016年进行试点的家庭医生系统可能会成为国内智能可穿戴设备市场的一个转折点。通过可穿戴设备将患者信息反馈给家庭医生,一方面可以有效应对突发事件,另一方面可以根据长期患者数据做出更加准确的诊断和治疗。
例如,北京市丰台区重点探索网络+家庭医生模式,方庄社区卫生服务中心重点优化智能家庭医生协作模式。
如果家庭医生是医疗系统中距离患者最近的先锋,那么智能穿戴设备有望发挥先锋的侦察工具作用,真正实现对患者的零距离监控。
不幸的是,没有多少可穿戴设备能在市场化进程中称得上成功。
易观国际智库发布的行业分析报告《2015年中国创新智能硬件市场发展专项研究报告》显示了类似的行业轨迹:截至2015年8月,智能硬件市场只有65%的产品实现了大规模生产,约16.6%的智能硬件停留在概念阶段,约13.4%停留在原型阶段,约5.1%停留在产品阶段。
在技术瓶颈期,技术要求低的电子病历采集器是制造商为未来智能可穿戴设备创造的另一个身份。
2014年,美国智能硬件心率监测设备的配件制造商alivecor与美国第四大电子病历服务提供商practice fusion达成合作。当患者使用alivecor的设备时,他们的信息将被记录在实践融合的病历中。到2020年,电子病历将主要在云上。实践融合公司的首席执行官马修·道格拉斯说,所有的医疗信息都应该是可访问的。
然而,市场对医疗和健康可穿戴设备的反应仍然不稳定。
王云峰认为,作为第一款接触消费者的智能可穿戴设备,手镯限制了人们对智能可穿戴设备使用形式的想象。智能补丁、智能眼镜、智能服装,甚至可穿戴设备都将是未来重要的赛马场。
市场研究公司gartner今年2月发布的报告预测,随着新材料的加入,2020年全球将为医疗和健康相关的可穿戴设备支付137亿美元。
研究人员正在尝试各种原型医疗监测设备,希望让患者和医生在基础数据交换和交流上花费更少的时间,但是材料科学、能量收集方法、部件小型化技术和其他因素正在与我们竞争另一端。未来,植入式可穿戴设备还将面临诸如人体排斥、部件更新和更换以及伦理争议等障碍。
然而,在解决了连锁问题后,智能可穿戴设备将无限接近我们的最大期望。
《财经》记者刘浩南/温/编辑
(本文首次发表在2017年8月21日出版的《财经》杂志上)
标题:从玩具到工具,可穿戴医疗设备的瓶颈还有多长?
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