原创《玩具到工具，可穿戴医疗设备瓶颈还有多长》：本论文为免费优秀的关于瓶颈论文范文资料，可用于相关论文写作参考。
患者不希望在操作医疗设备上投入额外的精力,醫生不希望在重复性、低技术性医疗操作上浪费时间,这正是智能可穿戴设备技术继续突破的意义
戴上手环,贴上贴片,绑上袖带,架上眼镜,欢迎来到智能可穿戴设备的时代.“首先它是个装饰品,其次是个时尚玩具.”一位28岁的中国青年如此陈述他在三年内购入四款智能手环的理由.
概念兴起之初,智能可穿戴设备以极具科技感的外表、灵巧的体积和有趣的功能俘获了第一批用户的欢心,一批百元左右的消费级产品红火了一把.
2010年索尼推出第一款搭载Android OS系统的“LiveView”智能手表,2014年就迎来了全球瞩目的智能可穿戴设备“元年”.但热潮来得快也退得急,仅仅两年后,智能可穿戴设备的时尚炫酷感便在年轻人心中走低.
时尚的热潮退去,却激发了生产者聚焦于功能实现,终要找到一条工具化的路线.
便于用户佩戴是可穿戴设备的天然优势,应用于医疗领域,可执行24小时全天候监测,大大降低医生和患者的信息交流成本.借助于这一特性,一种“一站式”医疗服务成为近年一个热度颇高的创业方向——将信息采集、数据即时上传、算法分析、数据图表生成,然后做健康指导.
这看上去很完美.然而,即便是一款严肃的医疗工具,也要考虑黏住患者和医务工作人员.那么,目前的消费级可穿戴设备从玩具到医疗工具,还有多长的路要走?
从玩具到医疗工具,材料是突破口
55岁的林怡（化名）2016年初被查出患有慢性心脑血管疾病,儿子为她购入了一款智能手环,并在手机APP上开通了“家人监测”功能,希望随时获知她的心率、血压情况.
从测心跳、步数等健康“激励性”功能起步,到收集体重、血压、血糖、心率、睡眠和皮电反应等生理指标,利用云服务实行监测,即时做数据分析并反馈给用户或医生,这是目前大多数半时尚、半工具化的可穿戴产品的发展策略——一步步深入到医疗服务的核心.
可即使是小有名气的产品,也还难以令人满意.“不准.还是用回了家里的血压计,自己多测几次,用笔记下来,拍照发给儿子和医生更好.”林怡反问,“我是不是要求太多?”
精度和体积难以兼顾,这对相爱相杀的双生子,是目前所有智能可穿戴设备的一大障碍.
以心血管病人常用的动态心电图机为例,该设备至少需要对人体位置上的两个监测点进行监测：一个是贴在胸口的电极,另一个是绑在手臂的袖带.“对心血管病人而言,离开医院之后的心血管动态监测价值很高,但要将动态心电图机集成到手环大小几乎没有可能.”广州一位心血管科临床医生对《财经》记者说.
组成一个智能可穿戴设备,传感器、电池、电子控制器等元件一个都不能少.这些元件首先得足够小,小到可以集成到以厘米计算的设备上,有时甚至还需要加入更多个性化元件.更何况,可穿戴设备对便携性和佩戴舒适度要求苛刻,因此体积和功能之间的矛盾更尖锐.
“多干活,少耗粮”,尽可能小又低功耗的元件,是所有老板都喜爱的“最佳员工”.要做到这一点,电池是一大关键,体积更小容量更大的电池方案是当下所有智能设备的渴求.
电池的续航能力不足,会影响人们的携带意愿,也不利于监测的连贯性.可穿戴设备基本都选用锂电池,但全球锂电池的开发没能跟上智能设备的节奏.“隔天一充”,“向智能手机看齐”的续航能力,是被用户嘲讽最多的一点.
在电池技术行业性滞后的大环境下,部分研究团队将目光转向环境能量采集与存储的方式,以提升转化效率.2017年2月《科技导报》的数据显示,相比传统铁纤维的光电转化效率,基于钛纤维制作的太阳能电池的效率提高到5.41%；含有Fe3O4的碳纳米纤维电池则高达8.03%.这些新式电池材料研究,有望使电池续航能力跃升一个台阶.
传感器也是“兵家必争之地”.更稳定的信号、更低的功耗是当下最受期待的发展方向,依赖的同样是材料技术的突破.
材料“新宠”石墨烯因韧性佳、高光穿透率及良好的导电性,不仅在电池,在传感器领域也有一席之地.首尔国立大学的Dae-Hyeong Kim团队尝试融合石墨烯与金的特性,研发出一款可监测并调节血糖水平的石墨烯腕带.该研究成果已刊登于2016年3月的《自然·纳米技术》.
这款石墨烯腕带炫酷的地方是,不但可以实时监测,还具有注射功能.
戴上这个腕带,石墨烯传感器会在监测区根据皮肤的温度和湿度,及汗液的pH值和葡萄糖浓度,综合分析出血糖浓度.发现血糖浓度超标后,腕带治疗区的加热器就激发微型针头,融化药物贮藏体的外膜,一个带有降血糖药物的微型针头会刺入患者的浅表皮肤之下,即时控制患者血糖.
并且,治疗区的针头的外膜会适时停止融化,避免过度注入.
这类可以实时智能调控的可穿戴产品,正是林怡们所需的,对慢性病管理的意义自不待言.
长时间、弱操作,*户黏性
长时间跟踪式检测慢性病患者状况,且无需专业人士的维护和操作,是解决体积和功能矛盾之后,智能可穿戴设备最重要的医疗应用方式.
“医院里的一些监测设备,非常适合集成到小体积的可穿戴设备上,对慢性病患者诊疗、慢性病监测研究的帮助尤其大.”长期研究便携式医疗电子设备的中科院微电子所健康电子中心副主任王云峰对《财经》记者说.
糖尿病患者的体会最为深切.市面上销售的胰岛素泵设备,已具有Dae-Hyeong Kim团队正在研发的血糖仪的妙处：当监测仪检测到佩戴者的血糖水平升高后,会指示胰岛素泵注射相应剂量的胰岛素；当血糖水平达到安全器的预设值后,注射自动停止,实现了自主精确化.
瓶颈论文参考资料：
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