可穿戴式診斷設(shè)備的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)與未來機(jī)遇
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在數(shù)字化醫(yī)療浪潮中,可穿戴式診斷設(shè)備異軍突起,成為重塑醫(yī)療監(jiān)測格局的重要力量。從檢測空氣污染的項(xiàng)鏈,到監(jiān)測睡眠、心率等指標(biāo)的戒指,這些設(shè)備不斷推陳出新,功能早已超越簡單計(jì)步。新一代產(chǎn)品更是劍指復(fù)雜健康監(jiān)測,如血壓監(jiān)測、癌癥檢測等,前景看似一片光明。然而,這一領(lǐng)域在飛速發(fā)展的同時(shí),也面臨著諸多設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),不過這些挑戰(zhàn)背后,也潛藏著無限的未來機(jī)遇。
復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)帶來的挑戰(zhàn)與分歧
可穿戴式診斷設(shè)備涉及的生態(tài)系統(tǒng)極為復(fù)雜,涵蓋患者、消費(fèi)者、醫(yī)生、醫(yī)療專業(yè)人員以及保險(xiǎn)提供商等眾多相關(guān)方。從積極方面看,工程師們發(fā)現(xiàn)許多相關(guān)人士都是這類設(shè)備的倡導(dǎo)者?;颊吆拖M(fèi)者因設(shè)備的舒適與便捷,成為推動(dòng)需求的重要力量;約 61% 的受訪工程師持此觀點(diǎn)。醫(yī)生、技術(shù)人員和家庭護(hù)理人員等一線人員,也有超 40% 被視為新可穿戴產(chǎn)品的關(guān)鍵支持者。
但分歧同樣明顯。盡管受訪者對設(shè)備未來樂觀,但部分相關(guān)人士被認(rèn)為是阻礙因素。其中,31% 的受訪工程師覺得保險(xiǎn)提供商在拖后腿,27% 認(rèn)為醫(yī)生及其他醫(yī)療專業(yè)人員也起到了阻礙作用。這種分歧主要源于對醫(yī)療設(shè)備在非臨床環(huán)境使用和報(bào)銷問題的擔(dān)憂。保險(xiǎn)提供商出于降低風(fēng)險(xiǎn)考慮,對新方法和改變現(xiàn)狀持懷疑態(tài)度;而醫(yī)生等專業(yè)人員可能因習(xí)慣傳統(tǒng)醫(yī)療模式,對新設(shè)備存在疑慮。
幾乎所有受訪者(98%)都意識(shí)到,可穿戴式診斷設(shè)備快速發(fā)展需突破重重障礙。監(jiān)管部門對醫(yī)療用途的審批流程冗長,49% 的人認(rèn)為這推遲了新設(shè)備發(fā)布。不過,與醫(yī)療設(shè)備原型設(shè)計(jì)專家合作有望簡化該流程。數(shù)據(jù)完整性(46%)和醫(yī)療機(jī)構(gòu)本身(39%)也是不容忽視的障礙。數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確或不可靠,會(huì)嚴(yán)重影響診斷結(jié)果;而醫(yī)療機(jī)構(gòu)若不積極接納,設(shè)備推廣也將困難重重。
盡管挑戰(zhàn)諸多,但工程師們也預(yù)測了推動(dòng)技術(shù)發(fā)展的因素。技術(shù)創(chuàng)新首當(dāng)其沖(54%),新的傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)處理算法等不斷涌現(xiàn),為設(shè)備發(fā)展注入活力。遠(yuǎn)程醫(yī)療和遠(yuǎn)程患者監(jiān)控的普及(47%),以及患者、護(hù)理人員和消費(fèi)者對自我診斷設(shè)備的需求(40%),也成為重要驅(qū)動(dòng)力。這些積極因素,為可穿戴式診斷設(shè)備的發(fā)展提供了廣闊空間。
設(shè)計(jì)過程中的重重挑戰(zhàn)
尺寸與功耗的平衡難題
在開發(fā)新一代可穿戴式診斷設(shè)備時(shí),工程師們聚焦于設(shè)計(jì)更小、更節(jié)能的設(shè)備??s小設(shè)備外形尺寸,意味著要將各種組件微型化。但這并非易事,可靠且緊湊的傳感器、連接器及其他硬件,成為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵需求。例如,在設(shè)計(jì)可穿戴式心臟監(jiān)護(hù)儀時(shí),需將心臟監(jiān)測傳感器做得足夠小,同時(shí)保證其能準(zhǔn)確捕捉心臟電信號。
同時(shí),功耗問題也十分棘手。電源管理和電池續(xù)航能力,在技術(shù)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)中名列前茅。設(shè)備功耗決定了諸多設(shè)計(jì)決策,從尺寸、形狀,到連接性和天線設(shè)計(jì)都與之相關(guān)。以智能手表式的健康監(jiān)測設(shè)備為例,若要實(shí)現(xiàn)長時(shí)間續(xù)航,不僅要采用低功耗的傳感器和處理器,還需優(yōu)化無線通信協(xié)議,減少數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的能耗。
成本、耐用性與特殊環(huán)境挑戰(zhàn)
成本控制是產(chǎn)品開發(fā)繞不開的話題,38% 的受訪者將其視為制約因素。在保證設(shè)備功能和質(zhì)量的前提下降低成本,需要從材料選擇、生產(chǎn)工藝等多方面入手。例如,在選擇傳感器時(shí),既要考慮性能,又要對比不同供應(yīng)商的價(jià)格,尋找性價(jià)比最優(yōu)方案。
耐用性同樣重要(37%)。可穿戴設(shè)備在日常使用中,可能會(huì)受到碰撞、摩擦、汗水侵蝕等。比如運(yùn)動(dòng)手環(huán),用戶在運(yùn)動(dòng)過程中可能會(huì)使其與外界物體碰撞,這就要求設(shè)備外殼堅(jiān)固且耐磨,內(nèi)部組件能適應(yīng)各種復(fù)雜環(huán)境。
在設(shè)計(jì)供非醫(yī)療環(huán)境使用的設(shè)備時(shí),面臨更多特殊挑戰(zhàn)。用戶對易用性期望極高,需要直觀的用戶界面和完整的文件資料。家庭護(hù)理環(huán)境復(fù)雜多變,設(shè)備要能適應(yīng)不同溫度、濕度條件,以及用戶的各種日?;顒?dòng)。例如,為老年人設(shè)計(jì)的可穿戴健康監(jiān)測設(shè)備,操作界面應(yīng)簡潔明了,按鍵要大且觸感明顯,方便老人使用。
數(shù)據(jù)采集與連接的困境
數(shù)據(jù)采集和連接方面也困難重重。近三分之一(30%)的受訪者將連接性視為難題??纱┐髟O(shè)備需要與智能手機(jī)、云端等進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,但目前的無線通信技術(shù)在穩(wěn)定性、傳輸速度等方面還存在不足。比如在信號較弱的環(huán)境中,設(shè)備可能無法及時(shí)將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至云端。
超過三分之二(82%)的受訪者表示,缺乏有效采集、使用數(shù)據(jù)以及基于數(shù)據(jù)開展醫(yī)療工作的說明。收集數(shù)據(jù)只是第一步,如何從海量數(shù)據(jù)中提取有價(jià)值信息,用于準(zhǔn)確診斷和治療,是亟待解決的問題。幾乎所有受訪者(94%)都強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)中明確數(shù)據(jù)安全和隱私責(zé)任的重要性??纱┐髟O(shè)備收集的健康數(shù)據(jù)極為敏感,一旦泄露,將對用戶造成嚴(yán)重?fù)p害。因此,需要采用加密技術(shù)、嚴(yán)格的訪問控制等手段保障數(shù)據(jù)安全。
未來機(jī)遇曙光初現(xiàn)
消費(fèi)市場潛力巨大
消費(fèi)市場為可穿戴式診斷設(shè)備提供了廣闊發(fā)展空間。自我診斷、健康追蹤等家庭醫(yī)療硬件逐漸走進(jìn)大眾視野。例如,市面上出現(xiàn)的家用血糖監(jiān)測可穿戴設(shè)備,讓糖尿病患者能隨時(shí)監(jiān)測血糖,無需頻繁前往醫(yī)院。工程師們認(rèn)為,肥胖控制、呼吸疾病檢測、睡眠監(jiān)測、姿勢檢測和生殖健康等領(lǐng)域,作為純消費(fèi)產(chǎn)品潛力巨大。不過,也有不少人認(rèn)為,這些設(shè)備未來在某些情況下仍需醫(yī)療監(jiān)督。
許多消費(fèi)級解決方案依托現(xiàn)有平臺(tái),如智能手機(jī)和智能手表。它們利用這些平臺(tái)強(qiáng)大的計(jì)算和通信能力,降低設(shè)備成本,提高用戶接受度。但從醫(yī)療角度看,消費(fèi)級設(shè)備存在數(shù)據(jù)不可靠和隱私問題,限制了其在正式醫(yī)療場景中的應(yīng)用。未來,若能解決這些問題,消費(fèi)市場有望迎來爆發(fā)式增長。
多方合作推動(dòng)創(chuàng)新
在可穿戴式診斷設(shè)備領(lǐng)域,誰將成為未來領(lǐng)導(dǎo)者備受關(guān)注。約一半受訪者看好科技公司和醫(yī)療設(shè)備初創(chuàng)企業(yè)。但近三分之二的受訪者強(qiáng)調(diào),跨團(tuán)隊(duì)合作對創(chuàng)新至關(guān)重要。例如,初創(chuàng)企業(yè) Sotech Health 與 Phillips - Medisize(Molex 旗下公司)合作,借助德克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校的研究成果,開發(fā)出可檢測新冠的呼吸分析儀。這一合作模式充分整合了科技公司的創(chuàng)新活力、醫(yī)療設(shè)備制造專家的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)以及學(xué)術(shù)研究的前沿成果,為攻克關(guān)鍵醫(yī)療領(lǐng)域難題提供了范例。未來,這種跨領(lǐng)域合作有望催生更多創(chuàng)新產(chǎn)品,推動(dòng)可穿戴式診斷設(shè)備行業(yè)邁向新高度。
可穿戴式診斷設(shè)備雖面臨諸多設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),如生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)計(jì)難題繁多等,但消費(fèi)市場潛力和多方合作創(chuàng)新帶來的機(jī)遇同樣誘人。隨著技術(shù)不斷進(jìn)步、合作不斷深化,這些設(shè)備有望在醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)揮更大作用,為人們的健康保駕護(hù)航。