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Pocket Doctor – 行動裝置下一章 (上)

本文作者:陳乃塘       點擊: 2014-03-14 09:50
前言:

 

嬰兒潮邁入高齡區,以及爆肝人口加上行動裝置的社會變遷背景,還有”非侵入式”的身體感應技術革新背景;當這兩個背景結合之後的生態環境,會招致怎樣的新思維呢?

 

 

先來看一張圖片,這是世界上的共通問題,只是國家間嚴重程度的差異而已;這也點破了本文的主題想要闡述的機會。

 


1:老齡化社會逼近了,有傷機也帶來商機。

 

其次,談一個在未來可能會存在的很重要觀念 - 電子病歷(EHR -Electronic Health Records)。約在1960年代以後,電子病歷的利用雖然很有限,美國政府開始重視。2004年布希設定在10年以內全國人民適用EHR這樣的目標,而2009年歐巴馬政權在ARRA(美國復興·再投資法)經濟政策下開始策動。於是,美國衛生人力部DHHS(Department of Health & Human Services)從事於HER的認證基準以及標準化作業。

 

而行動通信的藍牙,也有日商專門設計用於康建管理標準(Continua Health Alliance)的藍牙Dongle,可以對應於體脂肪計、血壓計、步數計 、脈搏血氧飽和度分析儀(pulse oximeter)等裝置,利用PC上的軟體來即時掌握身體的狀態。

 


2:醫療保健用之USB 配接器。

 


3:藍牙在醫療保健上的活用實際案例。

 

注:Bluetooth SIGHDP裝置與IEEE 11073-104xx裝置規格之間的協定採用了IEEE 11073-20601。當前,使用了以下的規格:

Ÿ. IEEE 11073-10404脈搏血氧飽和度分析儀 (Pulse Oximeter)

Ÿ. IEEE 11073-10406 心率計 (Heart Rate Monitor (Pulse))

Ÿ. IEEE 11073-10407 血壓計 (Blood Pressure Monitor)

Ÿ. IEEE 11073-10408 體溫計 (Thermometer)

Ÿ. IEEE 11073-10415 體重計 (Weighing Scale)

Ÿ. IEEE 11073-10417 血糖儀 (Glucose Meter)

Ÿ. IEEE 11073-10441 歩數計(Cardiovascular),包含了健身監視器Fitness Monitor)

Ÿ. IEEE 11073-10442 肌肉強度計(Strength),包含了健身監視器(Fitness) Monitor)

Ÿ. IEEE 11073-10471活動資料監視器9Activity Data Monitor)

Ÿ. IEEE 11073-10472藥物監視器(Medication Monitor)

Ÿ. IEEE 11073-20601 資料交換協定(Data Exchange Protocol)

 

苦日子、何時休?

朋友,且說一句很令人顫憾的話,清醒地面對眼前嚴酷的現實吧。無論是政治、經濟還有社會的嚴酷挑戰。

 

搞科技的產品企劃PM或是專業管理者,心中必然會思想起,爾後要做甚麼東西才會賺錢呢?公司營運的未來在哪裡?美國經濟學家Tyler Cowen在大停滯(The Great Stagnation – 2011年出版)一書中的最前頁,就血淋淋地摘述了一句話:『我們沒發現,自己已經走到了一片科技高原上,而這裡的樹木早已光禿禿』。沒錯! 這句話已經點出了眼前幾成的事實。

 

Sony的前前董事長出井伸之,曾經說過了網路像隕石,消滅了恐龍。而更可怕的網際網路(Internet),無論是生產力還是利潤,都是無法精確地計算出來。短短20年前,我們沒有亞馬遜、沒有谷歌、沒有臉書、沒有部落格、沒有瀏覽器等;如今難以計數的人在使用著它們。但是,不要高興得太早,Internet雖然搞到全球為之瘋狂,請多思考一下下,它有創造了多少的就業機會?關於這一點,無妨從歷史與現在來觀察其現象思考點。20世紀初,汽車成長速度快,讓底特律成為美國重要的城市之一,創造了很多數的工作機會(如今,2013/7 底特律宣布破產)。而讓台灣人為之傾迷的臉書(寂寞商機),造福了一堆人卻沒有雇用很多人;原因很簡單,就是大部分的工作幾乎都是由資料中心(data center)的伺服器與軟體來自動完成的。

 

若是列舉各個網路公司的員工人數之數字,答案就更為清晰:

£. 谷歌(google) :約20000

£. 臉書(Facebook) :約1700多。

£. 推特(twitter) :約300

 


4:網路真的有帶來更多的工作機會嗎?

 

網路雲端還有一個致命的殺傷力,那就是「免費力量大」。谷歌所提供的這麼多服務(搜尋、辭典、相簿、地圖、社群、部落格等等),甚至連免費隨身碟也端上了網路,空間越來越大;它們全部免費。很多人看影片都是從網路來,這一點筆者體悟很深很深,因為影片出租店,幾乎快倒光。

 

看到這裡,相信您心中有譜了。網際網路的時代,商機與危機不但相依相偎,而且瞬息萬變;況且在當代,若是沒有甚麼『大創新』,誰會鳥您呢?

 

賺富人錢、錯不了

台灣沒有甚麼資源,市場規模又太小;『實物強權』,我們根本沒資格談。再怎麼思考,還是必須深耕腦力產業,若是數位科技,左岸的善於複製、模仿、抄襲然後價格廝殺。因此,打不倒的公司永遠該是具有類比屬性或是類比技術的公司。

 

本文縮小範圍獎產品層次放諸在有史以來最為富裕的一群 團塊世代,如今邁入生老病死的後半階段,賺這些富人的金錢與賺女人美容的錢,都是好報酬。站在電子資訊科技的立場上,『Pocket Doctor』必然是一個相當好的領域,問題這是異業結合的領域,問題是怎麼來聯想呢?稍後,會從社會背景與技術背景來說起。

 

話說當前有一股風潮 瘋三鐵;身體健康的重要性,生過病的、壓力大的、年紀大的,都深知這個重要性。而現代人24小時隨身攜帶的可能是手機甚至是平板電腦。還有,台灣與大陸,皆是黑心食品的毒源之國,食物的安全可以透過電子科技來協助嗎?

 



5:所謂的GPS腕錶,成為運動人的神兵利器。
 

6:具藍牙通信機能的心跳測試計。

 

在競爭激烈職場上爆肝的人越來越多,相信多數人多會想知道生理身體上的變化。即使上軌道的企業有年度健康檢查,平日的生理資訊諸如心電、呼吸、腦波等各種資訊,依然很難自身來取得。換句話說,攸關於體調的變化,這些資訊很難取得的。這點也正是「Pocket Doctor」帶來服務的機會點,以今日醫學電子技術的發展(三星、SonySharpPioneer也多有涉入)來說,導入行動裝置的實現技術,越過門檻的機會越來越高。連照護專用機器人,也看到實際的成果了。

 

那麼,一個Pocket Doctor的整體服務架構,會是怎樣的情景呢?小至一個App、大到一個服務事業群;它都需要行動裝置的高度運用以及各種電子感應器元件。

 


1:建構一個Pocket doctor服務,所牽連到的關係圖。

 

從社會背景來說,也就是所謂團塊世代(嬰兒潮)這一票人,邁入高齡的階段,對於身體的健康與養生特別關心。還有,生活習慣病的問題,帶來高昂的醫療費用。

消費者對於自身健康狀態的關心傾向,越來越高。比如說,英商PWB Health所販賣的乳癌感應器「breastlight」,就受到高度歡迎。該公司高層經理人說這個產品的魅力,絕對不是高精確度,而是緩和了對於乳癌的不安恐懼,效果似乎不錯。還有日商Tanita販賣的健康用品,不少是超乎原來的預期。

 

注:依據日本厚生勞動省的資料,該國的生活習慣病lifestyle related disease)占了死因的59%,醫療費用的33%;僅供參考。

 


7:自家用乳癌檢測器 – LED的運用好例。

 

注:日本有一個付費24小時與醫師直接諮詢的服務「AskDoctors」,案件超過了950萬件。

 

若從技術背景來看,通信的基礎架構算是充實,而各種行動裝置的快速進化以及感應器技術的進步,多會帶動各種服務的契機。

 

而要談到核心的技術,對於身體資訊的取得,也先要有進一步的認知。一般來說,利用感應器元件要計量的對象,不外乎有:

 

£. 心電、呼吸,体表溫度等基本的生理信號。比如說,腦波感應器、呼吸壓力感應器、心電/心率/脈波感應器、溫度感應器、加速度感應器等。

£. 睡眠狀態。(睡眠計)

£. 特定疾病的症狀或病情發展。好比說,眼壓壓力感應器、乳癌感應器等。

£. 壓力時的心之狀態。比如說,皮膚阻抗值(發汗)等。

£. 對於身體影響的外部因素。比如說,溫度、光、有害物質、花粉等。

 

這些計測元件的進化,與半導體製程、無線通信還有MEMS等技術的進步有所關係。半導體技術對於電路的整合以及生產良率有莫大的貢獻,活用了低電力的無線通信技術可以傳送資訊。

 

生理信號的基本三要素,分別是心電、体表溫度以及體動(body motion)利用了這一類的感應器,不僅可用於個人的健康管理,對於高齡者的關照也能夠有所助益。

 

於是,近距離無線通信的無線身體網路WBAN(Wireless Body Area Network)之活用概念,也被提出來。比如,通信方式可以採用廣帶域系統的脈衝方式之UWB((ultra wide band),狹帶域系統的差動相位偏移調變DBPSK方式。低耗電當然是WBAN的必要條件。

 

半導體技術使得診斷裝置小型化,舉個案例來說,TI2010/3就推出了針對心電圖、腦波計測的類比前端IC。在手部或是腳部的多數地方測量電位,可以對應到多通道高精確度的心電測量。

 

8: WBAN的活用。

 


 

9:多通道心電計測系統的小型化 – 仰賴半導體技術的整合。

 

睡眠狀態的測量方面,由於在這個人間有睡眠障礙的人實在太多;這方面的計測產品也不少。以Tanita的”Sleep Scanner”為例,它是內建電容麥克風墊子,放置在寢具下方,來量測睡眠狀態。藉由睡眠中身體的震動,透過封入於墊子中的水動,電容麥克風來檢測出。該振動的頻率與強度上的差異,來分離脈搏、呼吸、體動等信號。將資料記錄於SD卡上,透過PC上所安裝的專用應用軟體,可以評估睡眠深度與睡眠品質;當然,也可以做成睡眠日計。

 


 

10:睡眠狀態的測量裝置範例 - Sleep Scanner

 

這個軟體所解析的資料,與一般的睡眠量測法 – 睡眠測謊(sleep polygraph)的關聯性超過了70%。對於,睡眠時無呼吸症候群疾病的篩選,相當有幫助。

 

有了這層的概念之後,有廠商開始發想,手機是不是也可以化為”睡眠計”。所持的觀點是,將能夠測量睡眠時脈搏、呼吸、體動的電容麥克風小型化之後,內建於手機之中,將手機放置於枕頭下方,再利用App來取得相關資訊。而且,單就其中氣壓的變化的檢測特性,也可以實現防火災的防災機能。

 

在特定疾病的症狀方面,好比說眼壓壓力感應器,將電子線路內藏於隱形眼鏡的產品也被開發出來,可以24小時來監視青光眼患者眼壓的變化。畢竟,青光眼的眼壓非常的高,因而損傷到視覺神經而造成失明的場合很多。若是能夠在睡眠時期量測眼壓的變化,能夠早期地發現症狀。

 


 


 

11:內藏壓力感應器的隱形眼鏡。

 

比如說,Sensimed2010秋季在歐洲開始販賣的隱形眼鏡,就內建了壓力感應器、天線、信號處理IC以及RF傳送器的電子回路。壓力感應器採用了形變的壓力計,來檢測眼壓的變化。這個資料利用IC來處理,經由天線傳送到頸部的記錄器。而驅動電子電路的電力,就是記錄器利用電波所供給的,也就是所謂地無線供電方式。形變的壓力計,聚酰亞氨薄膜(Polyimide Film)來挟住,來確保隱形眼鏡的柔軟性以及信賴度。

 


 


 

12:壓力感應器採用了無線給電的方式。

 

至於前頭所提到的自家用乳癌簡易型檢查器,由於販售價格僅低於85英鎊,人人擔負的起。這個感應器,內建了LED,發出了血液中血紅蛋白(Hemoglobin)容易吸收的波長之光。在暗室中將感應器靠在乳房發出紅色光,能夠呈現出腫瘤血管組織的異常影像。經過實際上的實驗資料顯示,約有67%的乳癌患者確實可以發現到。乳癌罹患率高或是防止再發的監視,此類裝置有它發揮功用的地方。熱銷當然就有其道理。

 

其次,站在健康科學的觀點來說,心的健康在管理上有莫大的意義。若是能夠簡易地檢知心的狀態也可以判斷出壓力的程度。而這個壓力度等心的狀態的測量手法,通常有底下幾個方式,分別是:

Ÿ. 心率等生理信號的手法。

Ÿ. 賀爾蒙等生理物質的手法。比如說,透過唾液所含特定賀爾蒙的濃度來測量。

Ÿ. 問診方式的心理學手法。

 

好比說,韓國三星曾經販賣過的一款攜帶型音樂播放器「MyFit」,就內建了測量心率數的感應器;透過了指尖來取得資料,將壓力度分成5個階段來評估。



13:三星的音樂播放器”MyFit”。

 

心狀態的測量不僅侷限於本機的操作,也有研究者提出一個新的概念也在實驗室中繼續研究。聽起來或許太科幻,但是誰敢保證不可能呢?意思是說,在手機通信的雙方彼此可以約略獲知對方的情感狀態。這是利用了測謊器的原理皮膚電阻感應GSR(Galvanic Skin Response)的原理。這種系統的構成,就是根據對方發汗的皮膚阻抗值之變化,藉由安裝於手機側面的電極來量測並取得資料,與語音資料一起傳送過去。而接收方端末會安裝有電子致冷器(Peltier device),因應接收的資料在溫度0~50C程度範圍變化。接收方就是藉由溫度的變化來感受對方感情的起伏。(這種應用方式,雖然有研究機構在進行,但是邁向實用化似乎還有很大的疑問存在;也尚且沒有實際的商品)

 

注:日立開發了一種”商業顯微鏡(Business Microscope) ”的系統,透過了感應器與通信技術,來將部門之間通信的健全度做測量,作為判定組織是否健康的一種依據。

 


 

 

以上所言皆是取得生理內部資訊的量測技術,而底下就來說說從外部來影響生理的因素之感測,好比說,花粉的飛散量(花粉症)、紫外線的照度等。一個很清晰的案例就是日本Docomo所提出的「環境Sensor Network」,就是構築了一個完善的環境資訊提供系統。

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