從玩具到工具，可穿戴醫療設備的瓶頸還有多長？

劉浩南

患者不希望在操作醫療設備上投入額外的精力，醫生不希望在重復性、低技術性醫療操作上浪費時間，這正是智能可穿戴設備技術繼續突破的意義

戴上手環，貼上貼片，綁上袖帶，架上眼鏡，歡迎來到智能可穿戴設備的時代。“首先它是個裝飾品，其次是個時尚玩具。”一位28歲的中國青年如此陳述他在三年內購入四款智能手環的理由。

概念興起之初，智能可穿戴設備以極具科技感的外表、靈巧的體積和有趣的功能俘獲了第一批用戶的歡心，一批百元左右的消費級產品紅火了一把。

2010年索尼推出第一款搭載Android OS系統的“LiveView”智能手表，2014年就迎來了全球矚目的智能可穿戴設備“元年”。但熱潮來得快也退得急，僅僅兩年后，智能可穿戴設備的時尚炫酷感便在年輕人心中走低。

時尚的熱潮退去，卻激發了生產者聚焦于功能實現，終要找到一條工具化的路線。

便于用戶佩戴是可穿戴設備的天然優勢，應用于醫療領域，可執行24小時全天候監測，大大降低醫生和患者的信息交流成本。借助于這一特性，一種“一站式”醫療服務成為近年一個熱度頗高的創業方向——將信息采集、數據即時上傳、算法分析、數據圖表生成，然后做健康指導。

這看上去很完美。然而，即便是一款嚴肅的醫療工具，也要考慮黏住患者和醫務工作人員。那么，目前的消費級可穿戴設備從玩具到醫療工具，還有多長的路要走？

從玩具到醫療工具，材料是突破口

55歲的林怡（化名）2016年初被查出患有慢性心腦血管疾病，兒子為她購入了一款智能手環，并在手機APP上開通了“家人監測”功能，希望隨時獲知她的心率、血壓情況。

從測心跳、步數等健康“激勵性”功能起步，到收集體重、血壓、血糖、心率、睡眠和皮電反應等生理指標，利用云服務實行監測，即時做數據分析并反饋給用戶或醫生，這是目前大多數半時尚、半工具化的可穿戴產品的發展策略——一步步深入到醫療服務的核心。

可即使是小有名氣的產品，也還難以令人滿意。“不準。還是用回了家里的血壓計，自己多測幾次，用筆記下來，拍照發給兒子和醫生更好。”林怡反問，“我是不是要求太多？”

精度和體積難以兼顧，這對相愛相殺的雙生子，是目前所有智能可穿戴設備的一大障礙。

以心血管病人常用的動態心電圖機為例，該設備至少需要對人體位置上的兩個監測點進行監測：一個是貼在胸口的電極，另一個是綁在手臂的袖帶。“對心血管病人而言，離開醫院之后的心血管動態監測價值很高，但要將動態心電圖機集成到手環大小幾乎沒有可能。”廣州一位心血管科臨床醫生對《財經》記者說。

組成一個智能可穿戴設備，傳感器、電池、電子控制器等元件一個都不能少。這些元件首先得足夠小，小到可以集成到以厘米計算的設備上，有時甚至還需要加入更多個性化元件。更何況，可穿戴設備對便攜性和佩戴舒適度要求苛刻，因此體積和功能之間的矛盾更尖銳。

“多干活，少耗糧”，盡可能小又低功耗的元件，是所有老板都喜愛的“最佳員工”。要做到這一點，電池是一大關鍵，體積更小容量更大的電池方案是當下所有智能設備的渴求。

電池的續航能力不足，會影響人們的攜帶意愿，也不利于監測的連貫性。可穿戴設備基本都選用鋰電池，但全球鋰電池的開發沒能跟上智能設備的節奏。“隔天一充”，“向智能手機看齊”的續航能力，是被用戶嘲諷最多的一點。

在電池技術行業性滯后的大環境下，部分研究團隊將目光轉向環境能量采集與存儲的方式，以提升轉化效率。2017年2月《科技導報》的數據顯示，相比傳統鐵纖維的光電轉化效率，基于鈦纖維制作的太陽能電池的效率提高到5.41%；含有Fe3O4的碳納米纖維電池則高達8.03%。這些新式電池材料研究，有望使電池續航能力躍升一個臺階。

傳感器也是“兵家必爭之地”。更穩定的信號、更低的功耗是當下最受期待的發展方向，依賴的同樣是材料技術的突破。

材料“新寵”石墨烯因韌性佳、高光穿透率及良好的導電性，不僅在電池，在傳感器領域也有一席之地。首爾國立大學的Dae-Hyeong Kim團隊嘗試融合石墨烯與金的特性，研發出一款可監測并調節血糖水平的石墨烯腕帶。該研究成果已刊登于2016年3月的《自然·納米技術》。

這款石墨烯腕帶炫酷的地方是，不但可以實時監測，還具有注射功能。

戴上這個腕帶，石墨烯傳感器會在監測區根據皮膚的溫度和濕度，及汗液的pH值和葡萄糖濃度，綜合分析出血糖濃度。發現血糖濃度超標后，腕帶治療區的加熱器就激發微型針頭，融化藥物貯藏體的外膜，一個帶有降血糖藥物的微型針頭會刺入患者的淺表皮膚之下，即時控制患者血糖。

并且，治療區的針頭的外膜會適時停止融化，避免過度注入。

這類可以實時智能調控的可穿戴產品，正是林怡們所需的，對慢性病管理的意義自不待言。

長時間、弱操作，刷客戶黏性

長時間跟蹤式檢測慢性病患者狀況，且無需專業人士的維護和操作，是解決體積和功能矛盾之后，智能可穿戴設備最重要的醫療應用方式。

“醫院里的一些監測設備，非常適合集成到小體積的可穿戴設備上，對慢性病患者診療、慢性病監測研究的幫助尤其大。”長期研究便攜式醫療電子設備的中科院微電子所健康電子中心副主任王云峰對《財經》記者說。

糖尿病患者的體會最為深切。市面上銷售的胰島素泵設備，已具有Dae-Hyeong Kim團隊正在研發的血糖儀的妙處：當監測儀檢測到佩戴者的血糖水平升高后，會指示胰島素泵注射相應劑量的胰島素；當血糖水平達到安全器的預設值后，注射自動停止，實現了自主精確化。

更簡易、省心的操作方式，是醫療可穿戴設備用戶的集體需求，這給產品本身框定了發展方向。

“（我們）為血糖類疾病患者提供一種盡可能‘弱操作的血糖管理方案，即‘控糖和‘調糖。”微糖創始人馮燕飛對《財經》記者解釋，患者長期佩戴血糖儀，設備獲取到足夠的數據，通過算法生成動態的血糖曲線，交由12小時在線的專業醫生提供控糖、調泵指導。

還有一家新興的科技公司推出一款“智能健康腕表”，實時監測佩戴者的血氧指數變化，生成長期血氧變化數據報告，針對的用戶也是對設備操作和數據解讀不太“在行”的中老年心血管疾病患者。

這些產品的策略相近，除了讓患者購買設備之外，還提供較專業的數據分析服務，放大智能可穿戴設備對醫生和用戶的最大吸引點——省時、省心。

如針對丙型肝炎、黑色素瘤、產后抑郁等，Apple Watch通過測試參與者在白天的清醒度，并與參與者報告的睡眠狀態和質量進行對比，形成長期監測報告，伴隨監測報告的解讀，給出飲食、服藥和就醫等健康指導。

這些智能可穿戴醫療產品代表了一個趨勢——主打長時間、弱操作監測，而這一特性建立在海量數據的收集和處理能力上。

“從前的血糖監測是以一個點為標準，現在有了數據就是一個面，這套監測方式會更具科學性。”馮燕飛從剛剛結束的美國糖尿病學會（ADA）大會上獲悉，研究界對血糖動態監測數據的重要意義已達成共識。

隨著人類對疾病的治療需求越來越復雜，非醫療專業人士不希望在醫療知識和醫療設備的操作上投入額外的精力，而醫療專業人士不希望在重復性、低技術性醫療操作上浪費時間，這正是智能可穿戴設備在監測時長、數據分析精度、使用便利度等方面繼續突破的意義。

集成信息，做家庭醫生助手

雖有體積和精度的制約，可穿戴設備讓醫療界不離不棄的原因是——即時的信息反饋能力，降低了醫生和患者的交流成本。如果長期跟蹤監測一名患者，趨勢可能比精度更重要。

患者佩戴可穿戴設備后，可執行24小時全天候監測。“比如血糖指數是5，突然變成7，這肯定有問題，設備會給患者一個警告信息。居家（醫療監測）的目標并不是做診斷，最終診斷還是要到醫院去做。”王云峰說。

家庭醫生很有可能是智能可穿戴設備的一個重要的用戶群。2016年開始試點推行的家庭醫生制度，或可成為國內智能可穿戴市場的轉機。通過可穿戴設備把患者信息即時反饋給他們的家庭醫生，一方面可以高效處理緊急情況，另一方面可以根據長期的患者數據進行更精準的診療。

如北京市豐臺區著眼于“互聯網+家庭醫生”模式的探索，方莊社區衛生服務中心試點就主打“智慧家庭醫生優化協同模式”。

如果說家庭醫生是醫療體系中最靠近患者的“排頭兵”，那么智能可穿戴設備有望扮演“排頭兵”的偵察工具，真正實現對患者的零距離監測。

遺憾的是，市場化稱得上成功的可穿戴設備產品還不多。

易觀智庫發布的產業分析報告《中國創新智能硬件市場發展專題研究報告2015》顯示出一種類似“過把癮就死”的行業軌跡：截至2015年8月，智能硬件市場中只有65%的產品得到量產，停留在概念階段的智能硬件約為16.6%，止步于原型階段的約為13.4%，止步于產品階段的約為5.1%。

技術瓶頸期，對技術要求較低的電子病歷收集器，是生產商為未來智能可穿戴設備打造的另一個身份。

2014年，美國智能硬件心率監測設備配件商AliveCor與美國第四大電子病歷服務商Practice Fusion達成合作，當患者使用AliveCor的設備時，其信息會記錄到Practice Fusion的病歷里面。 “到2020年，電子病歷將主要在云端之上。”Practice Fusion的CEO馬修·道格拉斯（Matthew Douglass）表示，“所有的醫療信息都應是即可獲取的。”

但市場對醫療健康類可穿戴設備的反響尚不穩定。

王云峰認為，作為最先接觸到消費者的智能可穿戴設備，手環這個設備形式局限了對智能可穿戴設備使用形式的想象力。智能貼片、智能眼鏡、智能衣物，甚至人體植入式可穿戴設備，都會是未來重要的賽道。

隨著新材料的加入，市場調查公司Gartner今年2月發布的報告預測，2020年全球將為醫療健康相關的可穿戴設備付出137億美元。

研發者正在嘗試各種醫療監測設備的雛形，希望讓患者和醫生都少花功夫在基礎數據交換和交流上，但材料學、能量收集方式、元件微型化技術等因素在另一端和我們拔河。未來，在人體植入式可穿戴設備上還將面臨人體排異反應、元件續能和更替、倫理爭議等障礙。

不過，智能可穿戴設備在解決一個個鏈條式的問題后，終將無限接近我們最期待的樣子。

編輯/王小