智能健康監測眼鏡發展現狀及趨勢

文 陶會榮 陳承浩

1 智能健康監測眼鏡發展現狀

近年來，智能眼鏡發展迅速，谷歌、微軟等企業紛紛看好它的發展潛力，進行重點研發，并視之為未來便攜可穿戴式智能設備的一個增長點。大數據、云計算等信息技術的進步，助推了智能眼鏡在各個領域的快速發展，尤其在健康監測領域，作為新型可穿戴設備，得到了蓬勃發展。不少國內創新型中小企業也看中這一領域市場，投入資金進行研發。在我國，智能健康監測眼鏡在健康領域的研究與應用已經開始，但在技術上仍然處于起步階段。上市產品中，以國外進口產品或采用國外技術的產品較多，國內自主研發且銷量較好的產品相對較少，仍有一定的發展瓶頸有待突破。

瓶頸1：多學科交叉領域研究人才缺乏

智能健康監測眼鏡的實現涉及到智能控制、某細小醫學分支病理、光與人體之間的相互作用、人體工學設計、視頻圖像處理、信息數據傳輸與處理等多學科交叉領域的知識（如圖1），這對該領域的研發工作者提出了較高的技術水平要求。當前國內的實際情況是多學科交叉領域人才缺乏，醫學者并不懂技術，技術人員并不懂醫學，導致開發的產品用戶體驗不佳，在結構和外觀上不符合人體工學設計等諸多問題。要想開發出一款人機交互性強、用戶體驗佳、技術較成熟的產品，研發團隊至少需要有三個學科背景的人員加入。開發成本勢必隨之增加，具有多學科交叉領域知識的技術研究人才也亟待增加，需要構建交叉融合類人才培養機制及體系，以彌補這一人才缺口。

圖1 智能健康監測眼鏡涉及領域

瓶頸2：產品實用性不佳

如圖2所示，一方面是技術問題，視頻圖像處理功能是智能健康監測的一大重要功能，由于是微孔嵌在鏡框上，光線干擾、防水等問題有待進一步解決，視頻圖像數據處理速度也有待提高；另外語音功能問題，環境、雨雪天氣等客觀條件均會產生較大影響，健康監測的準確性和實時性有待加強，產品重量有待減輕。總之，整體功能技術將直接影響用戶的使用效果。另一方面是外觀設計問題，用戶體驗不佳，傳統眼鏡增加智能功能之后，用戶仍然有舒適和美觀的需求，既要考慮智能眼鏡的功能性，也要考慮舒適性和美觀性，因此智能眼鏡外觀設計的要求變得更高。未來，還要從產品外觀設計方面滿足人們不斷增長的需求，提升用戶的體驗感。

圖2 產品實用性影響因素

2 智能健康監測眼鏡產品

對具有健康監測功能的智能眼鏡進行系統梳理，發現所涉及的監測方面比較廣泛（如圖3）。按照功能劃分，包括血壓監測、血糖監測、眼健康智能提醒、眼球監測、運動健康監測、智能助眠、智能隱形眼鏡等。未來，智能眼鏡還會出現更多的健康監測領域，根據人們的需求，監測出更多的人體健康參數。

圖3 智能健康監測眼鏡分類

2.1 血壓監測智能眼鏡

血壓監測智能眼鏡由美國微軟研發，在眼鏡上嵌入光學技術，采用光學傳感器、脈搏傳感器等元器件，可以簡單、快速、準確地監測佩戴者的血壓，比傳統充氣袖帶式手臂測量方法更方便，能充分發揮出眼鏡的便攜可穿戴性，不僅可以隨時隨地進行測量，還能連續測量記錄佩戴者一整天的血壓變化，將數據傳輸給醫生。與手臂式測量方法相比，智能眼鏡更具明顯優勢。

2.2 眼健康智能提醒眼鏡

如圖4所示，該款眼健康智能提醒眼鏡通過嵌入微孔攝像頭、距離監測傳感器、角度傳感器、運動傳感器、語音芯片等設備，能實時監測使用者的用眼情況，可以監測、判斷、提醒眼睛疲勞情況，提醒使用者的用眼距離以及用眼時間，還可以實現大數據的實時傳輸處理，比較適合于青少年的近視防控以及司機駕車時使用，能及時進行疲勞提醒，實用性強。

圖4 眼健康智能提醒眼鏡

2.3 眼球監測智能眼鏡

由日本JINS（睛姿）研發上市，在鏡框和鼻托處嵌入功能傳感器可跟蹤、監測人的眼球運動[1]，監測眨眼次數，以此判斷使用者的精神集中度和疲勞狀況。同時，將實時監測數據傳輸到智能設備，掌握用戶的疲勞狀態并適時進行休息提醒。除此之外，還可以通過人眼的眼球運動和頭部運動進行游戲操作控制，充滿時尚感和科技感。

2.4 運動健康監測智能眼鏡

由日本JINS（睛姿）研發上市，服務于大眾健康，屬于基礎運動版智能眼鏡，能記錄使用者一天的運動狀態以及跑步姿勢。佩戴者不僅能觀看動作指導，還能糾正運動時的錯誤姿勢，從而達到健康運動的目的，使佩戴者享受到更好的健身體驗，還能夠看到科學運動后的燃脂情況和肌肉變化情況。

圖5 日本JINS智能眼鏡

2.5 智能睡眠眼鏡

由PEGASI出品，針對各類有睡眠障礙的人群，采用美國雙穩態雙波長技術，可以科學調節人體內具有晚間影響力的褪黑素分泌水平，以改善睡眠不佳的問題，也可用于調節時差。此款眼鏡不是睡眠時佩戴，而是在白天佩戴時進行調節，采用折疊設計，便攜輕巧，外觀充滿科技感，用戶體驗佳。

圖6 智能睡眠眼鏡

2.6 智能隱形眼鏡

2.6.1 血糖監測型隱形眼鏡

不僅框架眼鏡可作為智能穿戴的新載體，隱形眼鏡在醫學領域也有了新應用。美國研制出一種可監測血糖濃度的智能隱形眼鏡[2]，這得益于微電子技術的發展，淚液中葡萄糖的濃度可以被研制出的新型傳感器實時進行監測，并據此管理使用者的飲食和用藥情況。除此之外，還有可監測使用者青光眼疾病的智能隱形眼鏡。

2.6.2 載藥型隱形眼鏡

在國內，針對真菌性角膜炎，華南農業大學于2016年發明出一種透明性良好的能承載藥物的隱形眼鏡[3]，用于納米藥物緩釋，可在角膜局部進行高效給藥，對人體毒副作用較小，從技術上來說是一項很大的突破，給真菌性角膜炎患者帶來了福音。

3 智能健康監測眼鏡發展趨勢

圖7 智能健康監測眼鏡發展趨勢

智能穿戴設備在未來極具潛力，各種能夠進行健康監測的可穿戴載體正在不斷挖掘中，如手環、鼠標、衣服、頭帶、運動耳機等，而眼鏡作為一種可穿戴載體，市場前景不可估量。智能健康監測眼鏡所能實現的功能不僅包含文中所及，相信隨著科技的飛速發展，還會延伸到更多的健康監測領域，不斷集成更多的健康參數監測功能，如心率血氧、眼睛疾病監測等。隨著人們越來越重視自身健康，可穿戴式智能監測設備便于記錄實時數據、提供連續大數據、可及早預防和發現疾病、及時處理應急事件等，在醫療領域將有非常重要的應用，如醫生通過佩戴視頻監測智能眼鏡，可以提高手術質量，記錄手術實施的整個細節過程，從而優化工作；另外，5G技術的推出也將推動智能健康監測眼鏡實現跨越式發展，使文件、圖片、視頻等數據處理速度加快，數據傳輸變得更加流暢，增強人機交互性。未來，智能健康監測眼鏡需求量將倍增，市場前景十分廣闊。