《電子技術(shù)應(yīng)用》
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哪些“黑馬”正在可穿戴貼片領(lǐng)域奔跑

2015-08-24

  近來,國內(nèi)外監(jiān)測身體健康狀況的可穿戴設(shè)備層出不窮,為人們在醫(yī)療健康方面帶來了全新體驗(yàn)。這些可穿戴設(shè)備包括手環(huán)、小型設(shè)備、手表、貼片、頸環(huán)等,而最近火爆趨勢越發(fā)明顯的要屬智能貼片這一類型了。由于智能貼片體積小,佩戴方便,所以相比其他可穿戴智能設(shè)備,它更具有廣闊的市場潛力與價(jià)值,很有可能成為所有可穿戴設(shè)備中的“黑馬”,為可穿戴設(shè)備的市場帶來新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。那么,目前究竟有哪些或?qū)⒂心男┛杀O(jiān)測身體健康的智能貼片呢?筆者經(jīng)過梳理,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品主要集中在胸前/皮膚/小腿/手部/腹部/腋下等身體部位,主以監(jiān)測慢病(心率、血糖等)、體溫、生命體征。

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  一、監(jiān)測病人整體生命體征的智能貼片

  由Toumaz Group公司研發(fā)的SensiumVitals是一款超低功耗的無線系統(tǒng),它可以監(jiān)控病人的一般生命體征,包括患者心率、呼吸率和溫度。監(jiān)測數(shù)據(jù)每兩分鐘可更新一次,通過無線通信傳輸?shù)阶o(hù)士站或任何網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

  在目前的醫(yī)院中,每4到8個(gè)小時(shí)護(hù)士才會(huì)對大多數(shù)普通病房患者生命體征監(jiān)測一次,這樣就有可能導(dǎo)致一些病人病情惡化的情況不能及時(shí)得到處理而造成病人失去最佳治療時(shí)間。而SensiumVitals就對這個(gè)“點(diǎn)”下藥,它可以讓醫(yī)護(hù)人員能在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)病人病情惡化的情況。2013年3月,SensiumVitals在洛杉磯一家醫(yī)院開放試點(diǎn),臨床效果和經(jīng)濟(jì)收益都非常良好。

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  ◆HealthPatch MD

  同SensiumVitals相似的智能貼片還有Vital Connect公司的HealthPatch MD生物傳感器,該智能貼片與SensiumVitals相比可監(jiān)測的數(shù)據(jù)指標(biāo)更多,包括心電圖、心率、心率變異性、呼吸速率、皮膚溫度、走路的步數(shù)甚至身體姿勢等。HealthPatch MD利用機(jī)載情報(bào)來執(zhí)行復(fù)雜的專有的傳感融合算法,處理成千上萬的數(shù)據(jù)點(diǎn),并將數(shù)據(jù)傳輸給醫(yī)護(hù)人員。此外,HealthPatch MD的最大特點(diǎn)是它提供并傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是非常安全的,因?yàn)樗鶕?jù)HIPPA(美國健康保險(xiǎn)可攜性和責(zé)任法案)醫(yī)療安全標(biāo)準(zhǔn)給穿戴者的健康數(shù)據(jù)加密。

  在2014年9月,Vital Connect在它的官網(wǎng)宣布HealthPatch MD已獲得FDA的批準(zhǔn)。

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 二、很可能會(huì)取代Holter monitor的監(jiān)測心臟智能貼片ZIO Patch

  在心臟監(jiān)測方面,絕大多數(shù)醫(yī)院都使用的是Holter monitor(霍爾特氏動(dòng)態(tài)心電監(jiān)測儀),而其也一直是心臟監(jiān)測方面的領(lǐng)先者。然而,一款由美國舊金山公司iRhythm研發(fā)的ZIO Patch設(shè)備能監(jiān)測多種心律失常的狀況,包括室上性心動(dòng)過速、心房顫動(dòng)/撲動(dòng)、心臟暫停>3s、房室傳導(dǎo)阻滯等,其準(zhǔn)確度遠(yuǎn)大于Holter monitor。

  ZIO Patch 類似于創(chuàng)可貼的防水性心電圖記錄儀,病人可連續(xù)佩戴于胸前14天。此外,它沒有導(dǎo)線,所以病人運(yùn)動(dòng)和洗澡等日?;顒?dòng)絲毫也不受影響。使用之后病人只需要將該設(shè)備寄回iRhythm公司,由該公司分析整理其記錄的數(shù)據(jù)并完成報(bào)告再交給醫(yī)生。早在2009年ZIO Patch就已經(jīng)獲得美國FDA的批準(zhǔn)上市,經(jīng)過測驗(yàn)ZIO Patch的準(zhǔn)確度高達(dá)90%,而Holter monitor只有64%,因此未來ZIO Patch很可能會(huì)取代Holter monitor。

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  ◆AmpStrip

  它同ZIO Patch類似,監(jiān)測心臟,由FITLINXX公司研發(fā)。同ZIO Patch不同的是它主要是為運(yùn)動(dòng)人士設(shè)計(jì)的,而非為病人設(shè)計(jì)的。它體積非常小巧、輕薄,具有防水功能,可以將其貼在心臟下方,監(jiān)測穿戴者的運(yùn)動(dòng)軌跡、卡路里消耗等。此外,最重要的是它還可以通過內(nèi)置傳感器將心率數(shù)據(jù)記錄下來,并自動(dòng)將數(shù)據(jù)同步到智能手機(jī)相應(yīng)的app中。這樣使用者就能更好地了解自己心臟的狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)后心率恢復(fù)的時(shí)間及狀況,以便更加科學(xué)、健康地鍛煉和運(yùn)動(dòng)。

  AmpStrip非常自動(dòng)化,它能在不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行自動(dòng)切換,如游泳或跑步,且當(dāng)它貼在人的身體后就能自動(dòng)開始工作,而無需手動(dòng)啟動(dòng)。AmpStrip使用的是特質(zhì)的醫(yī)用黏膠進(jìn)行貼合,每個(gè)AmpStrip同時(shí)配有30個(gè)黏膠,每個(gè)黏膠使用時(shí)間為7天左右,電池的續(xù)航時(shí)間也為七天左右。目前該設(shè)備的零售價(jià)為149美元。

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  三、監(jiān)測皮膚健康的智能貼片

  目前大多數(shù)可穿戴性貼片都是固體貼片,而由美國西北大學(xué)和伊利諾伊大學(xué)厄巴納香檳分校研究開發(fā)的柔性貼紙式電子設(shè)備成為了新亮點(diǎn)。

  柔性設(shè)備相比剛性設(shè)備更具有延展性和適應(yīng)性,該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的這一設(shè)備最大的特點(diǎn)是其自帶的3600個(gè)液晶傳感器,每1個(gè)約為0.5平方毫米。這些液晶傳感器能監(jiān)測使用者皮膚狀況,皮膚溫度改變時(shí)貼片就自動(dòng)改變顏色,且它具有超薄的特征,佩戴者不會(huì)感覺到不舒服。此外,該貼片甚至還能監(jiān)測使用者的心血管健康。

  該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)同歐萊雅合作,共同開發(fā)了一款監(jiān)測皮膚健康的電子設(shè)備,它可以監(jiān)測皮膚因血液流動(dòng)變化造成的溫度的微小變化。皮膚內(nèi)有更多血液的流動(dòng)可能意味著炎癥,所以使用者可以根據(jù)該設(shè)備進(jìn)行一段時(shí)間的測量,以長期保護(hù)皮膚的健康。

  此外,還可以測量皮膚水分,因此歐萊雅可以利用專業(yè)化的相關(guān)數(shù)據(jù)生產(chǎn)護(hù)膚品,該設(shè)備也可以幫助研究人員驗(yàn)證護(hù)膚品的功效??少N在使用者身體的各個(gè)部分,監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)可以通過藍(lán)牙傳輸?shù)街悄苁謾C(jī)上,從而指導(dǎo)使用者更健康地護(hù)理皮膚。歐萊雅公司預(yù)計(jì)將于明年正式發(fā)售該設(shè)備。

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  四、監(jiān)測汗液的貼片

  由Kenzen 公司研發(fā)的Echo H2 Hydration Smart Patch汗水監(jiān)測貼片專為想要運(yùn)動(dòng)鍛煉的人士設(shè)計(jì),它能通過監(jiān)測使用者在運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的汗水,分析汗水中包含的乳酸含量、葡萄糖含量、水合物水平、電解質(zhì)平衡等重要信息,并將這些信息傳輸?shù)街悄苁謾C(jī)上相應(yīng)的APP中。這樣使用者就知道在運(yùn)動(dòng)中何時(shí)需要補(bǔ)充水分來保證身體電解質(zhì)的平衡、何時(shí)需要休息來防止乳酸堆積、何時(shí)應(yīng)加快運(yùn)動(dòng)更好地達(dá)到運(yùn)動(dòng)效果等。

  Echo H2 Hydration Smart Patch是世界上第一款能在運(yùn)動(dòng)之前、運(yùn)動(dòng)過程中以及運(yùn)動(dòng)之后都對人體的新陳代謝進(jìn)行監(jiān)測的智能貼片。它體積非常小,耗能低,可以連續(xù)佩戴兩周,甚至還能在深達(dá)五米的水下使用。該設(shè)備目前售價(jià)為89美元,預(yù)計(jì)最近一兩個(gè)月將面世。

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  五、針對具體疾病的智能貼片

  1.糖尿病

  糖尿病病人除了要遭受疾病的折磨外,還要長期忍受反復(fù)注射胰島素的痛苦。幸運(yùn)的是,最近一款無痛胰島素貼將極大地為糖尿病病人解決這一痛苦。這一智能貼片是由美國北卡羅來納大學(xué)和北卡羅來納州立大學(xué)的研究人員開發(fā)出來的,它能監(jiān)測人體的血糖水平并根據(jù)病人情況釋放一定量的胰島素。該貼片體型很小,但是貼片內(nèi)密布超過100個(gè)呈矩陣排列的的微針頭,這些微針頭比頭發(fā)絲還要細(xì),并且“微針”內(nèi)塞滿了胰島素和葡萄糖感應(yīng)酶的微存儲(chǔ)單元,當(dāng)血糖升高時(shí),可以快速釋放胰島素。這樣就使病人免受胰島素的注射之苦,而且也不會(huì)產(chǎn)生任何注射胰島素會(huì)產(chǎn)生的不良影響。

  此外,如果將每個(gè)微針中包含的酶劑量進(jìn)行調(diào)整的話,整個(gè)貼片可以將病人的血糖水平控制一定范圍內(nèi)。目前該設(shè)備只在小鼠上進(jìn)行過實(shí)驗(yàn),療效顯著,雖然還未在人體上進(jìn)行過實(shí)驗(yàn),但是這款胰島素貼片在糖尿病方面的市場潛力是非常巨大的。

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  2.癲癇病

  癲癇病是一種慢性且反復(fù)性發(fā)作的神經(jīng)系統(tǒng)疾病,而且病人通常需要長期甚至終身服藥,防止癲癇病發(fā)作對病人來說是至關(guān)重要的。

  美國舊金山的Artefact 公司設(shè)計(jì)出Dialog 智能貼片,旨在為癲癇病人帶來福音。該貼片在其底部安裝了可以監(jiān)測水合作用、體溫、脈搏等人體重要生理數(shù)據(jù)的傳感器,從而推測病人可能發(fā)病的時(shí)間。該設(shè)備可以通過藍(lán)牙與智能手機(jī)上的APP連接,及時(shí)提醒病人服藥,并且當(dāng)病人的病情突然發(fā)作的時(shí)候,病人只要握住它就能激活壓力傳感器,從而觸發(fā)求助電話。而當(dāng)癲癇病發(fā)作之前,通常會(huì)有一些征兆,或是當(dāng)癲癇病快要發(fā)作的時(shí)候,病人可以雙擊設(shè)備,將其記錄下來。這樣就使病人能提前準(zhǔn)備,而且能夠記錄下癲癇病從預(yù)兆到發(fā)作的時(shí)間。此外,當(dāng)病人病情突然發(fā)作時(shí),該設(shè)備還能告訴周邊的親人、朋友等如何應(yīng)對。然而,目前該設(shè)備還只是概念產(chǎn)品,但是很快該設(shè)備就會(huì)成為成品,造福癲癇病人。

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  3、帕金森病

  跟胰島素貼片很相似的一款適用于帕金森疾病患者的智能貼片很快也會(huì)誕生了。該智能貼片由韓國首爾大學(xué)研究人員開發(fā)出來,該貼片長2英寸,由可伸縮的納米材料制成,制作材料中含有可由熱量激活的納米粒子。當(dāng)患者發(fā)病時(shí)會(huì)有間歇性的抽搐癥狀,該貼片就能監(jiān)測到肌肉活動(dòng),利用貼片中的傳感器根據(jù)患者體溫釋放藥物,從而緩解病人病情。

  目前該設(shè)備還在攻克無線連接這一難題,一旦成功,該貼片就能將病人發(fā)病情況傳輸給主治醫(yī)生,這樣醫(yī)生就能遠(yuǎn)程對病人的病情進(jìn)行診斷并給出相應(yīng)的藥量,從而能做到更快速更準(zhǔn)確地為病人看病和開藥。雖然該貼片還需要過一段時(shí)間才能進(jìn)入消費(fèi)市場,但相信其市場價(jià)值和潛力是不容小覷的。

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  六、體溫監(jiān)測貼片

  最早出現(xiàn)在市面上的體溫貼要數(shù)北京睿仁醫(yī)療推出的iThermonitor了。它是一款針對兒童發(fā)燒的體溫檢測智能貼片, 能24小時(shí)檢測兒童體溫。

  當(dāng)兒童發(fā)燒時(shí),父母不得不定時(shí)反復(fù)測量兒童體溫,因此父母在晚上看護(hù)孩子時(shí)根本無法正常睡覺。這款體溫貼能每隔4秒就繪制出孩子的體溫曲線圖,并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁改甘謾C(jī)的APP上,這樣父母就能了解孩子體溫的變化。最重要的是,該體溫貼在兒童的體溫高于或低于父母設(shè)定的一定值時(shí)能自動(dòng)發(fā)出警報(bào),提醒父母孩子體溫升高了。

  此外,該貼片還具有用藥和冷敷提醒和云端數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的功能,父母即使不在家也可以通過云端查看孩子看護(hù)人上傳的數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控,這些數(shù)據(jù)也能為醫(yī)生診斷病情提供有利幫助。該貼片的精確度非常高,它在35℃-38.5℃區(qū)間的誤差為僅±0.05℃,是父母們的貼心好幫手。目前市面上已經(jīng)有多款兒童體溫貼片,如樂測體溫貼片、Fever Smart、米開溫豆智能體溫貼片等,性能與iThermonitor很相似。

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  除了兒童體溫貼,睿仁醫(yī)療另一款主打產(chǎn)品也主要是測量體溫的智能貼片——孕律貼,顧名思義,就是專為女性懷孕設(shè)計(jì)的智能體溫貼片。該貼片設(shè)計(jì)符合女性腋窩弧度,佩戴很舒適。只需每晚將該貼片貼于腋下,它就能自動(dòng)采集2000組體溫?cái)?shù)據(jù),并能持續(xù)記錄240小時(shí)的體溫?cái)?shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)也可以同步到云服務(wù)器上,可供隨時(shí)查看。根據(jù)這些數(shù)據(jù),手機(jī)上的APP可以自動(dòng)繪制體溫表、分析受孕幾率、睡眠質(zhì)量等,并且能準(zhǔn)確地預(yù)測和提醒排卵日和生理期,提高受孕幾率。它通過分析這些大量的數(shù)據(jù)還能建立智能分析模型,給出預(yù)測分析結(jié)果和專家建議,目前售價(jià)為599元。

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  根據(jù)以上信息粗略分析,目前,可穿戴貼片主要用于改善患者健康水平,降低醫(yī)療成本,還處于發(fā)展和商用的初級(jí)階段,量不大,監(jiān)測范圍較窄。此外,它們還面臨一系列挑戰(zhàn),比如缺乏足夠的軟件和服務(wù),如何促進(jìn)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的建立等。

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