尤樂(lè)樂(lè)

（浙江中醫(yī)藥大學(xué)，浙江 杭州 310053）

1.引言

隨著醫(yī)院診斷和治療設(shè)備的進(jìn)步，醫(yī)療設(shè)備作為醫(yī)院診斷和治療、教學(xué)及科研工作的最基本元素，應(yīng)用于醫(yī)院診療活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)[2]。但大部分醫(yī)院購(gòu)置的醫(yī)療設(shè)備在獲取及分析各種數(shù)據(jù)時(shí)，需要糜費(fèi)大量的人力、物力及時(shí)間導(dǎo)致設(shè)備故障概率相對(duì)較高、使用壽命縮短、檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性降低的情況普遍存在，同時(shí)大型醫(yī)療設(shè)備無(wú)法動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)用戶的人體各項(xiàng)健康生理指標(biāo)，無(wú)法滿足日常健康隨身監(jiān)測(cè)和不同層次的需求。

目前，可穿戴醫(yī)療設(shè)備能很好的緩解以上問(wèn)題，該設(shè)備利用穿戴的傳感器直接或間接與人體接觸，對(duì)一些指標(biāo)(如葡萄糖[3]、pH值[4]、脈搏[5]等)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)?？纱┐麽t(yī)療設(shè)備的出現(xiàn)和應(yīng)用，不僅為診療提供了重要的依據(jù)，同時(shí)也能有效推動(dòng)醫(yī)療中和醫(yī)療后的大數(shù)據(jù)分析技術(shù)發(fā)展。為深入研究可穿戴醫(yī)療設(shè)備的情況，本文從可穿戴醫(yī)療設(shè)備的概念及特點(diǎn)入手，分析其在國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用和未來(lái)即將面對(duì)的挑戰(zhàn)。

2.可穿戴醫(yī)療設(shè)備

可穿戴醫(yī)療設(shè)備 (wearable medical devices) 一種泛指用戶可以直接穿戴在身上的便攜式醫(yī)療或健康電子設(shè)備, 在軟件支持下感知、記錄、分析、調(diào)控、干預(yù)甚至治療疾病或維護(hù)健康狀態(tài)[6]?？纱┐髟O(shè)備旨在運(yùn)用無(wú)線通信技術(shù)、人工智能技術(shù)、傳感器技術(shù)和人機(jī)交互技術(shù)，為醫(yī)療機(jī)構(gòu)和用戶提供動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)治療、健康提醒等功能，并將有效數(shù)據(jù)傳遞至云端。

2.1 操作性高，節(jié)約成本

可穿戴醫(yī)療設(shè)備主要面向患者用戶，基本上配備了可視化界面顯示儀器以提高患者用戶的可讀性和可操作性，方便用戶與自己的身體對(duì)話。同時(shí)，通過(guò)可穿戴醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行合理的慢性疾病管理, 能夠避免看門(mén)、急診和住院治療, 減少就醫(yī)次數(shù)、節(jié)約費(fèi)用和人力成本[7]，有效改善了大部分醫(yī)療設(shè)備在獲取及分析各種數(shù)據(jù)時(shí)，需要耗費(fèi)大量的人力、物力及時(shí)間的弊端。

2.2 智能性

傳統(tǒng)醫(yī)療設(shè)備存在故障率高、使用壽命縮短、檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性低等缺點(diǎn)，而運(yùn)用在可穿戴醫(yī)療設(shè)備中的關(guān)鍵技術(shù)，極大程度地提高了可穿戴醫(yī)療設(shè)備的數(shù)據(jù)精確度、穿戴舒適度、應(yīng)用廣泛性等。目前市面上的可穿戴設(shè)備不只是針對(duì)某一健康數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，而是集各種功能（如睡眠質(zhì)量監(jiān)測(cè)、壓力監(jiān)測(cè)、心率監(jiān)測(cè)等功能）于一身，體現(xiàn)了可穿戴醫(yī)療設(shè)備的多樣性。

2.3 居家動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

持續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)對(duì)于突發(fā)性持續(xù)性疾?。ㄈ绨柶澓ＤY、癲癇、失眠等）具有重要意義。由于醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備體積、電源等方面的限制，難以隨時(shí)隨地監(jiān)測(cè)患者腦電、心率等需動(dòng)態(tài)持續(xù)監(jiān)測(cè)的健康數(shù)據(jù)。而可穿戴設(shè)備輕巧、便捷、功能強(qiáng)大，不僅可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)患者居家動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，還可以作為居家未病監(jiān)測(cè)的重要指標(biāo)。

3.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

20世紀(jì)60年代可穿戴設(shè)備這一定義被美國(guó)麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室[8]首次提出目前市面上較常見(jiàn)的產(chǎn)品為智能眼鏡、智能手環(huán)、智能手表?？纱┐麽t(yī)療設(shè)備是可穿戴設(shè)備服務(wù)于醫(yī)療行業(yè)的表現(xiàn)，是以移動(dòng)醫(yī)療為支撐點(diǎn)衍生出來(lái)的新型醫(yī)療設(shè)備?？纱┐麽t(yī)療設(shè)備經(jīng)歷了數(shù)十年的飛速發(fā)展，呈現(xiàn)出勃勃生機(jī)。

3.1 可穿戴技術(shù)

可穿戴技術(shù)(wearable technology，WT)是在互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中出現(xiàn)的?；ヂ?lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展帶動(dòng)了可穿戴醫(yī)療設(shè)備的技術(shù)發(fā)展，可穿戴醫(yī)療設(shè)備的技術(shù)發(fā)展又反之促進(jìn)了互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的共同進(jìn)步。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)作為可穿戴醫(yī)療設(shè)備居家動(dòng)態(tài)傳輸、保存、處理數(shù)據(jù)的重要途經(jīng)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，取代有線通信的無(wú)線通信技術(shù)的作用也越來(lái)越突出。其靈活性，可移動(dòng)性和極強(qiáng)的可擴(kuò)容性，使人們真正享受到簡(jiǎn)單、方便、快捷的醫(yī)療服務(wù)。吳濤等人研究分析的Zig Bee和GPRS技術(shù)[9]，無(wú)線通信傳感技術(shù)一步一步的優(yōu)化、迭代更新，將無(wú)線通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)放大化，縮小無(wú)線通信技術(shù)的弊端，提高其傳輸?shù)乃俣取⑿阅?、?qiáng)度。

針對(duì)可穿戴醫(yī)療設(shè)備獲取信息的功能實(shí)現(xiàn)，傳感器技術(shù)更是不可或缺的重要技術(shù)支持?？挛你y等人致力于研究可穿戴壓阻傳感器的綠色高效策略[10]利用AgNPs和CNTs之間的界面作用使得開(kāi)發(fā)的傳感材料具有良好的柔韌性和導(dǎo)電性。Chang Haixin等人[11]通過(guò)原位溶液生長(zhǎng)方法合成ZnO納米棒/石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法提高了紫外線傳感器的光響應(yīng)能力。

3.2 國(guó)內(nèi)應(yīng)用情況

隨著無(wú)線通信技術(shù)、傳感器、柔性電子、生物遙測(cè)、體域網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，可穿戴醫(yī)療設(shè)備不僅局限于智能眼鏡、智能手環(huán)、智能手表等形式，而是采用更多樣化的形式獲取具有醫(yī)療價(jià)值的多個(gè)生理參數(shù)。董輝[12]等人設(shè)計(jì)了一款智能矯姿設(shè)備，通過(guò)分析人體脊椎和胸椎的生理結(jié)構(gòu)，采用雙慣性傳感器協(xié)同采集的方式觀察人體坐姿，提高了醫(yī)療數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確度。張?jiān)迄i等人[13]設(shè)計(jì)了一款能穿戴在腰間、胸前等人體任何位置的無(wú)線生物電反饋控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了多重生物電閉環(huán)反饋控制方法。

4.所面臨的挑戰(zhàn)與未來(lái)發(fā)展

近年來(lái)，健康、養(yǎng)生逐漸成為所有年齡層都在關(guān)注的事情，隨著健康醫(yī)療等字眼的頻繁出現(xiàn)，人們對(duì)于可穿戴醫(yī)療設(shè)備的需求也不斷提升，同時(shí)海內(nèi)外各大巨頭都開(kāi)始重點(diǎn)研究可穿戴醫(yī)療設(shè)備。醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域涉及國(guó)計(jì)民生，發(fā)展?jié)摿薮?，但我?guó)可穿戴醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍面臨重重困難和挑戰(zhàn)。

4.1 面臨的挑戰(zhàn)

醫(yī)療數(shù)據(jù)信息安全無(wú)法得到保障?？纱┐麽t(yī)療設(shè)備是與人體聯(lián)系最緊密的設(shè)備，其獲取用戶的基本信息以及動(dòng)態(tài)健康數(shù)據(jù)，為用戶傳輸所需的醫(yī)療服務(wù)信息。這些個(gè)人隱私信息可能會(huì)有意或者無(wú)意的被暴露在大眾視野中。一旦患者用戶的信息遭到泄露，患者用戶的生命安全也將遭到威脅。

產(chǎn)品功能過(guò)于局限。目前，我國(guó)的可穿戴醫(yī)療設(shè)備仍然在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初級(jí)階段，現(xiàn)有的大部分可穿戴醫(yī)療設(shè)備都僅僅針對(duì)某一單病種進(jìn)行健康監(jiān)測(cè)（如智能矯姿設(shè)備[13]、急性高原病監(jiān)護(hù)儀[14]等）。且眾多產(chǎn)品切實(shí)的作用由于受到產(chǎn)業(yè)環(huán)境、產(chǎn)品服務(wù)等因素的限制，無(wú)法發(fā)揮出其最大的效益，使各年齡層次患者的需求無(wú)法得到充分的滿足。

4.2 未來(lái)發(fā)展

構(gòu)建完整的智慧醫(yī)療數(shù)據(jù)云。隨著移動(dòng)醫(yī)療APP的高速發(fā)展，未來(lái)可穿戴醫(yī)療設(shè)備擁有醫(yī)療信息共享平臺(tái)和醫(yī)療數(shù)據(jù)云將成為必然?？纱┐麽t(yī)療設(shè)備采集的各數(shù)據(jù)可在云端實(shí)現(xiàn)互通共享，用戶可實(shí)現(xiàn)“云端數(shù)據(jù)統(tǒng)一化”，即通過(guò)數(shù)據(jù)云保存、獲取、更改相關(guān)數(shù)據(jù)。

增加遠(yuǎn)程診斷模塊?？纱┐麽t(yī)療設(shè)備采集患者多項(xiàng)健康數(shù)據(jù)，未來(lái)將可以通過(guò)醫(yī)療云傳送至醫(yī)護(hù)人員處，為患者完成病歷分析、病情診斷提供便利，進(jìn)一步確定治療方案。逐步實(shí)現(xiàn)治病不用到醫(yī)。

5.結(jié)語(yǔ)

可穿戴醫(yī)療設(shè)備以其穿戴式、智能化的方式實(shí)現(xiàn)居家康復(fù)，適合患者用戶個(gè)性化監(jiān)測(cè)和治療，提高人們的生活質(zhì)量。自20世紀(jì)60年代以來(lái)，可穿戴設(shè)備不斷更新，已初步形成一套較為完整的系統(tǒng)。但可穿戴醫(yī)療設(shè)備依然存在著醫(yī)療數(shù)據(jù)信息安全無(wú)法得到保障、產(chǎn)品功能過(guò)于局限等問(wèn)題。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，可穿戴醫(yī)療設(shè)備必定更加優(yōu)化，不斷完善健康醫(yī)療服務(wù)。