，， ，，

技術(shù)機(jī)會(Technology Opportunity)是指技術(shù)在發(fā)展過程中，某領(lǐng)域內(nèi)已有技術(shù)新出現(xiàn)的技術(shù)形態(tài)或技術(shù)發(fā)展點(diǎn)為技術(shù)創(chuàng)新主體提供的應(yīng)用于生產(chǎn)新技術(shù)產(chǎn)品的可能性[1]。技術(shù)機(jī)會識別是指通過分析某領(lǐng)域內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)的變化情況及其相互間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，推斷該領(lǐng)域出現(xiàn)特定關(guān)鍵技術(shù)或創(chuàng)新活動的潛力及可能性的過程[2]。可穿戴設(shè)備是指直接穿在用戶身上，或整合到用戶的衣服或所用的配件上，且能夠通過云端交互、軟件支持等實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的功能以滿足用戶需求的一種便攜式的設(shè)備[3]。健康醫(yī)療與每個(gè)人的生活息息相關(guān)，因此可穿戴設(shè)備更加受到人們的關(guān)注。目前，健康醫(yī)療可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)正處于快速成長期，市場發(fā)展前景十分廣闊，廠商也紛紛加速戰(zhàn)略布局，搶占產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點(diǎn)，技術(shù)競爭日益激烈[4]。

全球的技術(shù)競爭可以總結(jié)為發(fā)現(xiàn)技術(shù)機(jī)會并先于競爭對手利用技術(shù)機(jī)會的過程。如果決策者在關(guān)鍵技術(shù)的識別和選擇上出現(xiàn)失誤，不僅會導(dǎo)致資源的浪費(fèi)及技術(shù)機(jī)會的喪失，而且還會在總體上影響未來技術(shù)的發(fā)展，因此識別技術(shù)機(jī)會的能力被視為國家和企業(yè)研發(fā)的核心競爭力[5-6]。

通過識別健康醫(yī)療可穿戴設(shè)備領(lǐng)域的技術(shù)機(jī)會，揭示其技術(shù)發(fā)展歷程及潛能，能夠使研究機(jī)構(gòu)和相關(guān)企業(yè)了解健康醫(yī)療可穿戴設(shè)備領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和核心技術(shù)，從而最大限度地利用已有的條件和資源，準(zhǔn)確、合理地尋找到具有研究價(jià)值和投資前景的關(guān)鍵技術(shù)[7]，促進(jìn)健康醫(yī)療可穿戴設(shè)備的研發(fā)和發(fā)展。

1 數(shù)據(jù)來源與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

分別以德溫特?cái)?shù)據(jù)庫和Web of Science核心合集為數(shù)據(jù)來源，檢索式為#1 AND #2(#1為主題：(wearable device)AND 主題：(medical)；#2為主題：(wearable device)NOT 主題：(medical)AND 主題：(health))，檢索時(shí)間跨度為2007-2016年。經(jīng)過數(shù)據(jù)清洗，共得到2 428項(xiàng)專利和1 761篇科技論文。數(shù)據(jù)下載日期為2017年9月18日。

1.2 分析方法

日本學(xué)者Naoki Shibata曾于2010年總結(jié)分析了論文與專利之間的4種關(guān)系，并結(jié)合專利和科技論文數(shù)據(jù)對太陽能電池的技術(shù)機(jī)會進(jìn)行分析，他認(rèn)為在活躍的研究領(lǐng)域內(nèi)，在論文中存在但在專利中不存在的主題為技術(shù)機(jī)會[8]。我國學(xué)者在Naoki Shibata研究的基礎(chǔ)上，同樣基于專利和科技論文數(shù)據(jù)，采用文本挖掘方法分析太陽能電池領(lǐng)域的技術(shù)機(jī)會，得到了相對全面且準(zhǔn)確的研究結(jié)論[9]。

可見，基于專利和科技論文數(shù)據(jù)進(jìn)行技術(shù)機(jī)會分析具有一定的科學(xué)性。根據(jù)技術(shù)機(jī)會的概念可知，某領(lǐng)域內(nèi)已有技術(shù)的新出現(xiàn)的技術(shù)形態(tài)或技術(shù)發(fā)展點(diǎn)為技術(shù)機(jī)會，而爆發(fā)詞(Burst Word)具有在短時(shí)間內(nèi)迅速增長或者使用頻次突然增高的特點(diǎn)，借助爆發(fā)詞可以對領(lǐng)域內(nèi)新的技術(shù)形態(tài)和技術(shù)發(fā)展點(diǎn)進(jìn)行識別。基于上述分析，本文以Naoki Shibata提出的技術(shù)機(jī)會的內(nèi)涵為理論依據(jù)，主要利用爆發(fā)詞檢測方法和CiteSpace軟件，通過識別健康醫(yī)療可穿戴設(shè)備領(lǐng)域近10年間相關(guān)專利和科技論文中的爆發(fā)詞,分析該領(lǐng)域的技術(shù)機(jī)會。

2 結(jié)果與分析

2.1 專利基本指標(biāo)分析

2.1.1 專利數(shù)量增長趨勢分析

統(tǒng)計(jì)2007-2016年逐年專利申請量并進(jìn)行趨勢增長規(guī)律分析，其增長規(guī)律符合指數(shù)增長模型：F(t) = 35.033e0.4282t(以2007年為初始時(shí)刻：t1=48，Multiple R=0.9916，R Square=0.9833)，表明健康醫(yī)療可穿戴設(shè)備領(lǐng)域正處于一個(gè)快速增長的時(shí)期，近年不斷有新的成果涌現(xiàn)，具有極大的研發(fā)潛能。

2.1.2 專利權(quán)人研發(fā)實(shí)力分析

統(tǒng)計(jì)分析2007-2016年各專利權(quán)人的累計(jì)專利申請數(shù)量，去除重復(fù)專利權(quán)人后得到數(shù)據(jù)1 227條，截取排名前10的專利權(quán)人作為高產(chǎn)專利權(quán)人。表1展示了高產(chǎn)專利權(quán)人研究實(shí)力的具體數(shù)據(jù)。按專利數(shù)量降序排列，一定程度上可以反映專利權(quán)人在該領(lǐng)域的活躍程度。

2.2 技術(shù)機(jī)會分析

2.2.1 基于專利的健康醫(yī)療可穿戴設(shè)備技術(shù)機(jī)會分析

利用CiteSpace 提供的Bursts檢測功能可以直觀地展示出某個(gè)研究領(lǐng)域的爆發(fā)詞，同時(shí)也可以在時(shí)間維度上展示出爆發(fā)詞的變化情況[10]。圖1顯示的是2007-2016年利用德溫特專利數(shù)據(jù)庫借助關(guān)鍵詞顯示出的健康醫(yī)療可穿戴設(shè)備領(lǐng)域內(nèi)爆發(fā)詞的變化情況。

對圖1進(jìn)一步解讀后發(fā)現(xiàn)，2007-2008年，“可穿戴設(shè)備”“計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備”“汽車電子”“廣播電視收音機(jī)”“移動電話”“控制器裝置”“定位結(jié)構(gòu)”成為爆發(fā)詞，說明當(dāng)時(shí)可穿戴設(shè)備的專利發(fā)明主要涉及計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、汽車電子以及廣播電視收音機(jī)等方面，可穿戴設(shè)備的控制裝置和定位裝置成為新的研發(fā)熱點(diǎn)；2009-2010年，“存儲器薄膜與混合電路數(shù)字存儲器”“源腔”“能量源”“近場無線能量傳輸”“醫(yī)療設(shè)備”“手持醫(yī)療器械”成為新的爆發(fā)詞，說明可穿戴設(shè)備的存儲系統(tǒng)和供能系統(tǒng)的研發(fā)受到關(guān)注，可穿戴設(shè)備在醫(yī)療領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用；2011-2012年，“體育活動”“血壓”“半導(dǎo)體材料與工藝”“接收數(shù)據(jù)”成為爆發(fā)詞，說明研發(fā)者將注意力轉(zhuǎn)向可穿戴設(shè)備的半導(dǎo)體材料應(yīng)用方面且人們對可穿戴設(shè)備接受數(shù)據(jù)的能力和精度有了更高的要求，而可穿戴設(shè)備在體育活動和血壓監(jiān)測方面的應(yīng)用也有了進(jìn)展；2013-2014年，“家用電器”“移動設(shè)備”“計(jì)算裝置”“檢測裝置”“遙測系統(tǒng)”“智能手機(jī)”成為新的爆發(fā)詞，說明可穿戴設(shè)備的一些功能逐漸與電子設(shè)備結(jié)合起來并在智能手機(jī)上得到體現(xiàn)和拓展，且其應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大，在家用電器及移動設(shè)備方面有了進(jìn)展，可穿戴設(shè)備的計(jì)算裝置、檢測裝置及遙測系統(tǒng)功能的提升成為研發(fā)的熱點(diǎn)；2015-2016年，“實(shí)用新型”“口服藥”成為新的爆發(fā)詞，說明人們對于可穿戴設(shè)備的新穎性和實(shí)用性有了更高的要求，這將成為可穿戴設(shè)備近年的研發(fā)熱點(diǎn)。

表1 2007-2016年健康醫(yī)療可穿戴設(shè)備領(lǐng)域?qū)＠暾垟?shù)量排名前10的專利權(quán)人

圖1 2007-2016年基于專利數(shù)據(jù)的健康醫(yī)療可穿戴設(shè)備領(lǐng)域爆發(fā)詞變化情況

綜上所述，近年來在專利研發(fā)方面，健康醫(yī)療可穿戴設(shè)備的功能有與電子設(shè)備尤其是智能手機(jī)結(jié)合發(fā)展的趨勢，且人們對其新穎性和實(shí)用性有了更高的要求。

2.2.2 基于科技論文的健康醫(yī)療可穿戴設(shè)備技術(shù)機(jī)會分析

圖2顯示了2007-2016年利用Web of Science核心合集借助關(guān)鍵詞顯示出的健康醫(yī)療可穿戴設(shè)備領(lǐng)域內(nèi)爆發(fā)詞的變化情況。

對圖2進(jìn)一步解讀后發(fā)現(xiàn)，2007-2008年，“可穿戴設(shè)備”“移動電話”“便攜式電話”“人機(jī)交互”“信號處理”“計(jì)步”“全球定位系統(tǒng)”“無線通信”“老年人”“心率”“心率變異性”“日常生活”“體育活動”成為爆發(fā)詞，說明科研工作者在可穿戴設(shè)備的人機(jī)交互、信號處理、計(jì)步、定位和通信等方面的研究較為深入，可穿戴設(shè)備逐漸被用于老年人疾病的監(jiān)測，尤其是心率變異性這一方面，并逐漸在日常生活中得到廣泛應(yīng)用；2009-2010年，“人體”“血壓”“持續(xù)監(jiān)測”“健康監(jiān)測”“自主神經(jīng)系統(tǒng)”“家庭監(jiān)護(hù)”“遠(yuǎn)程監(jiān)控”“通信技術(shù)”“醫(yī)療保健系統(tǒng)”“心力衰竭”“小尺寸”成為爆發(fā)詞，說明可穿戴設(shè)備在用于自主神經(jīng)系統(tǒng)的生理監(jiān)測方面有了新的進(jìn)展，同時(shí)在人體血壓、健康監(jiān)測、家庭監(jiān)護(hù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控、醫(yī)療保健、動態(tài)監(jiān)測尤其是心力衰竭患者的心臟功能監(jiān)測方面有了廣泛應(yīng)用，而可穿戴設(shè)備的尺寸如何進(jìn)一步縮小也成為當(dāng)年的關(guān)注熱點(diǎn)；2011-2012年，“QRS檢測”“生命體征”“脈搏率”“心電圖”成為爆發(fā)詞，說明可穿戴設(shè)備在心電監(jiān)測和生命體征檢測方面受到關(guān)注和應(yīng)用；2013-2014年，“慢性疾病”“電力消耗”“傳感器”“動作識別”“移動設(shè)備”成為爆發(fā)詞，說明可穿戴設(shè)備在慢性疾病監(jiān)測方面得到應(yīng)用，可穿戴設(shè)備的電力消耗、動作識別及傳感器功能也逐漸成為新的研發(fā)熱點(diǎn)，可穿戴設(shè)備在與移動設(shè)備的功能相結(jié)合方面有了新的進(jìn)展；2015-2016年，“云計(jì)算”“設(shè)備”成為新的爆發(fā)詞，說明可穿戴設(shè)備的云計(jì)算服務(wù)開始受到廣泛關(guān)注，并有望成為今后幾年的研發(fā)熱點(diǎn)。

圖2 2007-2016年基于科技論文的健康醫(yī)療可穿戴設(shè)備領(lǐng)域爆發(fā)詞變化情況

綜上所述，近年來在健康醫(yī)療可穿戴設(shè)備領(lǐng)域，云計(jì)算服務(wù)成為技術(shù)機(jī)會。隨著研發(fā)的進(jìn)展，今后用戶有望以更為低廉的價(jià)格隨時(shí)按需獲得相應(yīng)的服務(wù)。

2.2.3 爆發(fā)詞檢測結(jié)果的綜合比較分析

通過對健康醫(yī)療可穿戴設(shè)備領(lǐng)域的兩種爆發(fā)詞檢測結(jié)果進(jìn)行綜合比較分析(表2)發(fā)現(xiàn)，“醫(yī)療設(shè)備”“血壓”“體育活動”等詞在基于科技論文的爆發(fā)詞檢測中出現(xiàn)較早，而在基于專利的爆發(fā)詞檢測中出現(xiàn)較晚，說明早有學(xué)者在相關(guān)專利研發(fā)之前對此有過理論研究，并可能對后期的實(shí)際研發(fā)起到一定的指導(dǎo)作用。在基于科技論文的爆發(fā)詞檢測結(jié)果中，“慢性疾病”“電力消耗”“傳感器”“動作識別”“云計(jì)算”等詞的使用頻次突然增高，而在基于專利的爆發(fā)詞檢測結(jié)果中尚未見到這些詞。由此可知，減少可穿戴設(shè)備的電力耗損,提高其傳感器的敏感度及動作識別的精確度,促進(jìn)云計(jì)算在可穿戴設(shè)備領(lǐng)域的發(fā)展,拓展可穿戴設(shè)備在慢性病領(lǐng)域的應(yīng)用,為該領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)機(jī)會。

2.2.4 爆發(fā)詞聚類分析

運(yùn)用CiteSpace軟件的聚類功能，可以得到健康醫(yī)療可穿戴設(shè)備領(lǐng)域研究熱點(diǎn)的可視化圖譜(圖3)。通過對#0-#5聚類的高頻關(guān)鍵詞進(jìn)行聚類分析，發(fā)現(xiàn)該領(lǐng)域主要有六大研究熱點(diǎn)。

2.2.4.1 監(jiān)測與反饋技術(shù)

#0聚類反映出監(jiān)測與反饋技術(shù)領(lǐng)域的熱點(diǎn)詞匯，包括“人體傳感網(wǎng)絡(luò)”“心率變異性”“生物反饋可穿戴式系統(tǒng)”等高頻關(guān)鍵詞。其中人體傳感網(wǎng)絡(luò)是在物聯(lián)網(wǎng)背景下應(yīng)運(yùn)而生的以身體為中心，并集成生物傳感器、醫(yī)學(xué)電子學(xué)、多傳感器分析與數(shù)據(jù)融合、人工智能、普適傳感、無線通信等多學(xué)科知識的技術(shù)，有利于在低成本的前提下對人體健康進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測。生物反饋技術(shù)可用于可穿戴式心電監(jiān)測系統(tǒng)，如心率變異性的監(jiān)測。

圖3 2007-2016年健康醫(yī)療可穿戴設(shè)備領(lǐng)域爆發(fā)詞聚類分析

2.2.4.2 無線通信技術(shù)

#1聚類反映出無線通信技術(shù)領(lǐng)域的熱點(diǎn)詞匯，包括“器件諧振器”“薄膜”“無線接收機(jī)”“移動無線電力系統(tǒng)”“移動無線接收器”等高頻關(guān)鍵詞。諧振器是指產(chǎn)生諧振頻率的電子元件，起頻率控制的作用。薄膜體聲波諧振器因其射頻高、耗損小等特點(diǎn)成為構(gòu)建無線通信濾波器的最佳選擇。目前，可穿戴設(shè)備中使用較多的無線通信技術(shù)有藍(lán)牙、WiFi、ZigBee、NFC等。移動無線通信技術(shù)主要涉及多址、調(diào)制、抗干擾、抗衰落、功率控制和網(wǎng)絡(luò)安全等技術(shù)，可以滿足可穿戴設(shè)備需要的組網(wǎng)方便、耗能低、靈活性高、體積小、安全性高、輻射低、抗干擾能力強(qiáng)等要求[11]。未來可穿戴醫(yī)療設(shè)備上將會同時(shí)存在多種無線傳輸技術(shù)，設(shè)備會根據(jù)環(huán)境自動識別、選擇最優(yōu)的無線傳輸方案進(jìn)行工作[12]。

2.2.4.3 傳感與能耗控制技術(shù)

#2聚類反映出集成傳感器與能耗控制技術(shù)領(lǐng)域的熱點(diǎn)詞匯，包括“電源系統(tǒng)”“熱力”“集成傳感器網(wǎng)絡(luò)”“醫(yī)學(xué)”“可穿戴連接結(jié)構(gòu)”等高頻關(guān)鍵詞。目前，可穿戴設(shè)備對傳感器提出了更高要求，多傳感器融合已成趨勢，而環(huán)境感知應(yīng)用對于實(shí)時(shí)工作傳感器處理的需求也在不斷增長[13]。另外，可穿戴設(shè)備目前較大的一個(gè)弊病就是電池續(xù)航時(shí)間短，而且終端功能的提升會導(dǎo)致耗電量和熱力的增加，其解決方案之一就是應(yīng)用處理器中的集成傳感器。因此,傳感器是對可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)發(fā)展影響甚大的一個(gè)重要技術(shù)鏈條。未來可穿戴設(shè)備不僅要求現(xiàn)有連接性芯片組的功能演進(jìn)，而且更趨向于低能耗、低成本與高靈活性。

2.2.4.4 計(jì)步與復(fù)健功能

#3 聚類反映出健康醫(yī)療可穿戴設(shè)備在計(jì)步與復(fù)健方面的熱點(diǎn)詞匯，包括“帕金森氏病” “計(jì)步”“遠(yuǎn)距復(fù)健”“可穿戴傳感器”等高頻關(guān)鍵詞?！坝?jì)步”是可穿戴設(shè)備較為基礎(chǔ)和常用的功能，“遠(yuǎn)距復(fù)健”是遠(yuǎn)距離指導(dǎo)患者利用運(yùn)動、不同的物理治療儀器及徒手治療等辦法進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練?！芭两鹕喜　笔钱?dāng)今社會發(fā)病率較高的一種老年性疾病，一旦患病將對患者及其家屬形成長久的危害和影響。患者常有靜止性震顫、肌肉僵直、行動遲緩、運(yùn)動障礙、面癱等癥狀，可穿戴設(shè)備的“計(jì)步”和“復(fù)健”功能有利于輔助其治療。隨著我國社會人口老齡化的加快，健康醫(yī)療可穿戴設(shè)備的“計(jì)步”和“復(fù)健”功能的應(yīng)用范圍將會更加廣泛。

2.2.4.5 心衰控制與健康提升

#4 聚類反映出心衰控制與健康提升方面的熱點(diǎn)詞匯，包括“心力衰竭”“可穿戴系統(tǒng)”“健康”“提升”等高頻關(guān)鍵詞?！靶牧λソ摺笔侵感呐K當(dāng)時(shí)不能搏出同靜脈回流及身體組織代謝所需相稱的血液供應(yīng)。由于急性心衰危險(xiǎn)性高，甚至在用藥過程中，都需要密切關(guān)注患者的心律、心率、尿量與毒性反應(yīng)(如早搏、二聯(lián)律、心動過緩)。健康醫(yī)療可穿戴設(shè)備可對患者的心衰相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，以便患者自查或醫(yī)生及時(shí)實(shí)施用藥、手術(shù)等治療措施。

2.2.4.6 綜合健康管理

#5 聚類反映出綜合健康管理方面的熱點(diǎn)詞匯，包括“得分”“綜合健康管理”“遙測數(shù)據(jù)”“健康”“表現(xiàn)”等高頻關(guān)鍵詞?！熬C合健康管理”是指在健康管理過程中考慮年齡、體質(zhì)、生活環(huán)境等個(gè)體差異，在其運(yùn)動和生活方式等方面進(jìn)行健康管理方案的設(shè)計(jì)、實(shí)施、跟蹤和評估。大多數(shù)非醫(yī)學(xué)專業(yè)人士對健康監(jiān)測的數(shù)據(jù)沒有足夠認(rèn)識，因此他們需要的不只是單純的數(shù)據(jù)，更是對結(jié)果的評估以及能夠直接實(shí)行的方案。用戶使用可穿戴設(shè)備記錄體征數(shù)據(jù)后，監(jiān)控中心可將數(shù)據(jù)上傳到云端服務(wù)器并提取分析，然后將結(jié)果和建議反饋給用戶，從而幫助用戶更好地管理自身的健康[14]。因此，完善且貼近用戶需求的綜合健康管理功能將會是未來健康醫(yī)療可穿戴設(shè)備研發(fā)的熱點(diǎn)。

3 結(jié)論

本文分別以德溫特?cái)?shù)據(jù)庫和Web of Science核心合集為數(shù)據(jù)來源，借助可視化的科學(xué)計(jì)量學(xué)研究工具CiteSpace，從爆發(fā)詞檢測角度對健康醫(yī)療可穿戴設(shè)備領(lǐng)域進(jìn)行技術(shù)機(jī)會分析，得出了以下結(jié)論。通過專利數(shù)量隨時(shí)間的積累變化可知，在2007-2016年這10年間健康醫(yī)療可穿戴設(shè)備領(lǐng)域的專利增長符合指數(shù)增長模型，說明該領(lǐng)域正處于生命周期的成長期，是目前迅速發(fā)展的、成長中的、具有極大研發(fā)潛能的熱點(diǎn)領(lǐng)域。通過對各專利權(quán)人的累計(jì)專利申請數(shù)量作統(tǒng)計(jì)分析可知，健康醫(yī)療可穿戴設(shè)備領(lǐng)域的研究以三星電子公司(Samsung Electronics Co Ltd)、佐爾醫(yī)療公司(Zoll Medical Corp)和艾力夫電子技術(shù)服務(wù)有限公司(Aliphcom)的技術(shù)研發(fā)較為活躍。綜合利用專利與科技論文數(shù)據(jù)進(jìn)行爆發(fā)詞檢測和爆發(fā)詞聚類，可以發(fā)現(xiàn)減少可穿戴設(shè)備的電力耗損,提高其監(jiān)測及動作識別的精確度,提升其綜合健康管理功能,完善無線通信技術(shù),促進(jìn)云計(jì)算在可穿戴設(shè)備領(lǐng)域的發(fā)展,多傳感器融合及拓展可穿戴設(shè)備在慢性病(尤其是帕金森氏病與慢性心力衰竭)領(lǐng)域的應(yīng)用為該領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)機(jī)會。