三、医疗领域：智能穿戴着重健康生活

改革开放以来,随着工业化、城镇化的快速推进,人们的生活节奏不断加快。在繁忙的工作和快节奏的生活之余,人们用于运动的时间大量缩减,不规律的作息时间、不合理的膳食习惯以及吸烟、饮酒等不健康的生活方式使得人们的健康问题日益突出,心脑血管疾病、冠心病、糖尿病、各种癌症、慢性疾病的患病率日益增加。另外,伴随着老龄化进程的加快,老龄人口增多,医疗健康问题越来越引起社会的广泛关注。

在以往的医疗服务模式下,人们往往在自我感觉不适或者生病才会去医院挂号就医。但由于很多病症都是隐性的,一时难以察觉,以致到了疾病晚期才被发现,这对人们的生命健康造成了严重的威胁。那么,如何才能减少类似情况的出现,从源头、从过程中实时监测人们的身体健康状况,防患于未然,为人们的健康搭建起一张保护网呢?这种现状为智能穿戴设备融入医疗领域找到了一个切入口。

智能穿戴设备作为一种能够直接近距离、长时间“贴”近人的电子设备,可以实现对人体健康状态数据的实时监控、连续采集,从而将人的生命体征数据化,为自身、家人以及医院提供动态的数据信息,有助于减少意外事故的发生,保障人们的生命安全。

可穿戴医疗设备便是智能穿戴设备融入医疗领域的一个重要体现,主要是指可以直接穿戴在身上的便携式医疗或健康电子设备,可以在软件的支持下感知、记录、分析、调控、干预甚至治疗疾病或维护健康状态。^[10] 其采用的技术主要有传感器技术、医疗芯片技术、无线通信技术以及可穿戴医疗设备本身的智能材料技术等。

传感器技术作为数据信息获取的主要手段,是可穿戴医疗设备最为核心的一项技术,主要分为运动传感器(可通过红外辐射、声波脉冲、振动起伏等来探测感知人体运动)、环境传感器(可对外部环境如干湿度、紫外线强度、p H 值、颗粒物密度、气体气压、光线强弱等进行感知记录)和生物传感器(可对人体数据如心率、血压、血糖、体温等进行感知记录)。美国工程人员曾研发出的世界上第一个全电子集成系统——汗液传感系统,该系统便是传感技术的一个重要应用与体现。该系统可以智能测量皮肤温度,且能够持续、无害地对汗水中的多种生化物进行监测。当使用者出现脱水、过度疲劳、体温过高等情况时,汗液传感系统便会及时发出报警信号,提醒人们及时补足能量、补充睡眠,必要时辅助药物治疗以恢复身体健康状态。^[11]

医疗芯片技术主要用于生理信号的接收和处理,可实时监控用户的身体状况,能够对一些突发疾病进行及时救治,对一些重大疾病进行提早预防。其目前广泛应用于社区养老、居家养老以及以预防为主的医疗体系建设中。

无线通信技术更是可穿戴医疗设备正常工作的一项必不可少的技术。在对人体的各项信息进行采集之后,必须将这些信息上传至一定的平台如计算机、云端进行数据化的分析和整理,再将这些整理分析后的数据反馈到用户手里。在这个过程中,无线通信技术如蓝牙、Wi-Fi、ZigBee技术等处于不可或缺的地位,在信息传输中起着至关重要的作用。

借助于新型导体和半导体材料如导电高分子聚合物、纳米粒子等,可穿戴医疗设备可具备很好的导电性及延展性。这对可穿戴医疗设备的使用及功能实现具有重要意义。一般来讲,可穿戴医疗设备主要分为四个功能模块(如图6-6 所示)：一是生理监测与预警功能,如心率、血压、体温的监测,且当人体血压或温度等超出正常范围时便可起到预警的作用；二是数据传输与处理功能；三是应急功能,如紧急呼叫；四是辅助功能,如日常用药提醒、日程安排提醒、运动提醒等。

图6-6 可穿戴医疗设备的四个功能模块

随着5G 技术、物联网、云计算、人工智能技术在医疗健康领域的深入发展,可穿戴医疗设备也逐渐在医疗健康领域热门起来。以荷清柔性医疗可穿戴设备为例,在2019年中国国际智能产业博览会上,荷清柔电携带全新柔性医疗可穿戴设备——心电监测仪亮相智博会,成为此次展会的焦点之一。

“治病千万条,预防第一条。”荷清柔电此次推出的这款全新“柔性医疗可穿戴”技术产品,以其数据传输的实时性和共享性吸引观众驻足了解。在传统心电测量仪的使用过程中,医生需将设备取回后才可查看数据。而与此不同的是,荷清柔电此次推出的心电监测仪只需通过蓝牙与手机相连,再将心电测量设备贴近胸口,便能让用户立即在手机上查看到实时传输过来的心电数据,了解自身健康状况。

测试完成后,所有的心电数据还可以自动上传到荷清柔电后台设备,再通过荷清柔电后台云端医生的专业数据分析,给出远程专业诊断报告,实现心脏疾病的早期筛查和预防。

此外,荷清柔电还凭借全球领先的柔性电子技术,自主研发了一系列医疗可穿戴设备,如温度贴、心电贴以及睡眠贴等,用于监测人体体温、血氧、脉搏、胎心、血糖、睡眠等生命体征,辅助人们管理、监控自己的身体健康状况。^[12]

除此之外,可穿戴设备还广泛应用于日常生活的监测。比如,Active Protective智能腰带是一款带有安全气囊的腰带,主要用于减轻老人摔倒可能造成的损伤。其构造较为简单,里面带有消歧装置,可利用3D 感知技术,允许一定程度的偏离,识别正常活动范围的髋部移动幅度,从而在老人可能摔倒的情况下弹出气囊,对老人的身体起到保护作用。再如,Steadiwear防抖手套,该手套可用于帮助手抖的老年人很好地拿稳东西,减少老年人生活的不便,为老年人更安全、便捷的生活提供保障。^[13]

从目前来看,虽然可穿戴医疗设备能够在一定程度上给人们合理的指导,同时也能够为医疗组织带去相应的数据参考,但由于尚处于初级发展阶段,其面临的机遇与挑战是并存的。从目前来看,可穿戴医疗设备面临着以下挑战。

认可度有待提高。由于当前可穿戴设备在医疗健康领域的应用尚且不多,各方面尚未经受实践的考验,人们对其信任度普遍较低。在智慧养老、智慧医疗体系下,可穿戴医疗设备的消费主体主要是老年人。由于老年群体的思想较为保守,对新鲜事物、新技术较为排斥,整体来看,人们对可穿戴医疗设备的认可度普遍较低。

准确性有待考证。现如今,很多随着5G 网络技术、物联网技术、人工智能技术等新一代信息技术发展起来的可穿戴医疗设备正在成为很多行业的“香饽饽”,但现实中却存在着诸如数据不准确、专业性不强、体验感较差等问题。据腾讯数码报道,在目前的生理监测项目中,智能穿戴设备在心率方面的监测是最准确的,而血压、血氧等监测还远远未达到严格意义上的医学标准。监测系统等还有待进一步完善。

安全性有待提升。可穿戴医疗设备需要与用户信息进行绑定,才能在使用过程中实时监测、记录用户的生理健康数据等信息。然而,一旦在使用过程中出现功能不完善、监测不到位、黑客入侵等问题,便极容易造成数据的泄露,对用户的信息安全产生重大威胁,严重的还可能危及用户生命。

由此看来,可穿戴医疗设备的发展和普遍应用还有很长的一段路要走。随着物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术的深入发展,可穿戴医疗设备将会在医疗健康领域得到越来越多的应用,实践的检验、认知度的提高相对来讲也只是时间问题。另外,也需要采取相应的措施来提高可穿戴医疗设备的数据准确性和安全性等。比如,对设备监测到的数据进行系统的整理、分析与核算,提高数据的准确性和有效性；对可穿戴设备进行安全性校对和后台实时监控,加强技术研发,进行加密设置,维护系统的长期安全性；对可穿戴设备系统植入相应的医学原理和技术服务,提升其医学应用价值和科学性等。

相信在不远的将来,可穿戴医疗设备定可以冲破层层阻碍,迎来光明的发展前景,使得人们的生活更加智能、健康。