繼(ji)智能(neng)手機后(hou)，近年來可穿戴(dai)(dai)設(she)備正(zheng)“包(bao)攬”全身(shen)，逐步成為消費者(zhe)新(xin)時尚：耳(er)(er)戴(dai)(dai)TWS耳(er)(er)機，腕(wan)戴(dai)(dai)智能(neng)手環/智能(neng)手表，頭(tou)(tou)戴(dai)(dai)智能(neng)眼鏡/智能(neng)頭(tou)(tou)顯，身(shen)穿心電T恤(xu)……多(duo)種多(duo)樣的(de)智能(neng)穿戴(dai)(dai)設(she)備正(zheng)成為繼(ji)手機后(hou)撬(qiao)動著消費電子市(shi)場增(zeng)長的(de)新(xin)亮點。但看似百花(hua)齊(qi)放(fang)的(de)繁(fan)榮表象(xiang)背后(hou)，可穿戴(dai)(dai)設(she)備發展卻暗藏(zang)隱憂——應用場景單一、功能(neng)更新(xin)緩(huan)慢、同質化(hua)嚴(yan)重、入局者(zhe)眾多(duo)……
ADI中國產品(pin)事業(ye)部高級市場應(ying)用經理何源(yuan)
“貝索斯曾經說過,很多人關注并追求未來十年會變化的東西，但是他問自己更多的是未來十年什么是不會變的。從可穿戴產品來看，人類對于健康的追求是不變的，健康消費一定是大趨勢。”在前不久的第10屆易維訊年度中國硬科技媒體論壇暨產業鏈研創趨勢展望研討會上，ADI中國產品事業部高級市場應用經理何源表示，“隨著老齡化人口的增加以及對醫療保健整體支出的強烈關注，院外醫療監護已成為一種發展趨勢，對有潛在風險的患者進行日常生活監護，或者讓患者攜帶監護儀由醫院回到家中，可使其康復過程更快捷、更舒適的可穿戴醫療設備將成為人們的剛需，我們已經開發出新的單芯片生物醫學模擬前端(duan)系列來支持全球客戶迎接這(zhe)個大趨勢。”
緊追健康大趨勢，可穿戴設備如此打破內卷僵局
可(ke)(ke)穿戴(dai)設(she)(she)備(bei)(bei)是否會注定一頭(tou)栽入(ru)存量市(shi)場，此后陷入(ru)“內卷”困境？在回答(da)這個問題之前(qian)，不(bu)妨從可(ke)(ke)穿戴(dai)設(she)(she)備(bei)(bei)的(de)本質出發，探尋其發展的(de)核心路徑。可(ke)(ke)穿戴(dai)設(she)(she)備(bei)(bei)，即直接穿在身上，或(huo)是整(zheng)合到用(yong)戶(hu)的(de)衣服或(huo)配件的(de)一種便(bian)攜式設(she)(she)備(bei)(bei)。可(ke)(ke)穿戴(dai)設(she)(she)備(bei)(bei)不(bu)僅(jin)僅(jin)是一種硬件設(she)(she)備(bei)(bei)，更是通過軟(ruan)件支持(chi)以及數據(ju)交互(hu)、云端(duan)交互(hu)來實(shi)(shi)現(xian)強大的(de)功(gong)能。可(ke)(ke)穿戴(dai)設(she)(she)備(bei)(bei)目前(qian)的(de)主流產(chan)品形態包(bao)括以耳(er)部為支撐(cheng)的(de)耳(er)戴(dai)設(she)(she)備(bei)(bei)類，以手(shou)腕為支撐(cheng)的(de)手(shou)表手(shou)環類，以及以頭(tou)部為支撐(cheng)的(de)虛擬現(xian)實(shi)(shi)/增強現(xian)實(shi)(shi)設(she)(she)備(bei)(bei)類等(deng)。
可(ke)(ke)(ke)(ke)穿(chuan)戴設備(bei)或多(duo)或少都與(yu)人(ren)體部(bu)位(wei)存在部(bu)分接觸，因此不管什么(me)形態(tai)的(de)可(ke)(ke)(ke)(ke)穿(chuan)戴產品(pin)，都可(ke)(ke)(ke)(ke)用(yong)于健(jian)康(kang)管理與(yu)生命體征監(jian)測。“實(shi)(shi)際上(shang)，專(zhuan)業級可(ke)(ke)(ke)(ke)穿(chuan)戴設備(bei)早已在醫療保健(jian)領域被廣泛用(yong)于監(jian)測和診斷目的(de)，例如智(zhi)能(neng)云血壓儀、心率(lv)血氧(yang)探測儀、遠(yuan)程監(jian)護設備(bei)（RPM）等(deng)等(deng)。商用(yong)消費級產品(pin)中，健(jian)康(kang)與(yu)醫療也(ye)正(zheng)是腕類設備(bei)的(de)主(zhu)要應用(yong)場景和技術發(fa)展趨勢，不少TWS耳(er)機都升級了心率(lv)監(jian)測功能(neng)，甚(shen)至(zhi)在看似與(yu)醫療健(jian)康(kang)毫無關系的(de)VR/AR設備(bei)上(shang)，也(ye)可(ke)(ke)(ke)(ke)以通過加入傳感器以實(shi)(shi)時檢測與(yu)記錄(lu)使用(yong)者的(de)當前健(jian)康(kang)狀態(tai)，并給予專(zhuan)業建(jian)議。”何源指出。
生(sheng)命體(ti)征監(jian)測功能(neng)作為可穿戴(dai)設(she)備發(fa)(fa)(fa)(fa)展的(de)(de)核心(xin)功能(neng)，這(zhe)恰與當前政(zheng)策(ce)環境和(he)(he)社會需(xu)求相符合：中(zhong)共(gong)中(zhong)央國務院印發(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)《“健康(kang)中(zhong)國 2030”規(gui)劃(hua)綱(gang)要(yao)》指出(chu)，要(yao)發(fa)(fa)(fa)(fa)展基于互聯網的(de)(de)健康(kang)服(fu)(fu)務，培育(yu)一(yi)批有(you)特色的(de)(de)健康(kang)管理服(fu)(fu)務產業(ye)，探索推進可穿戴(dai)設(she)備、智能(neng)健康(kang)電子產品(pin)和(he)(he)健康(kang)醫(yi)療(liao)(liao)移動應用服(fu)(fu)務等發(fa)(fa)(fa)(fa)展；《“十(shi)四五”國家老(lao)齡事業(ye)發(fa)(fa)(fa)(fa)展和(he)(he)養老(lao)服(fu)(fu)務體(ti)系規(gui)劃(hua)》里也重點提出(chu)研發(fa)(fa)(fa)(fa)穿戴(dai)式動態心(xin)電監(jian)測設(she)備和(he)(he)其他(ta)生(sheng)理參數檢測設(she)備，發(fa)(fa)(fa)(fa)展便(bian)攜式健康(kang)監(jian)測設(she)備、自助式健康(kang)檢測設(she)備等健康(kang)監(jian)測產品(pin)，開發(fa)(fa)(fa)(fa)新型信號采(cai)集芯片和(he)(he)智能(neng)數字(zi)醫(yi)療(liao)(liao)終(zhong)端。政(zheng)策(ce)引領下，可穿戴(dai)設(she)備行業(ye)將邁(mai)入高速發(fa)(fa)(fa)(fa)展的(de)(de)坦(tan)途。
據(ju)中國健康城市白(bai)皮書(shu)調(diao)查(cha)， 35歲到65歲之(zhi)間的人(ren)群(qun)，正(zheng)(zheng)在(zai)(zai)成(cheng)為(wei)慢(man)(man)性病的大(da)軍。“慢(man)(man)病聽上去好像很常(chang)見，但是(shi)危害很大(da)，比如肥(fei)胖、超重、血(xue)脂異常(chang)、脂肪肝…這些病癥正(zheng)(zheng)在(zai)(zai)形(xing)成(cheng)兩(liang)個趨勢(shi)：在(zai)(zai)人(ren)群(qun)中的發(fa)病率呈明顯(xian)的上升(sheng)趨勢(shi)；發(fa)病的人(ren)群(qun)年齡呈現(xian)年輕化。”何源指出，“不過這些慢(man)(man)性病或多或少(shao)都有一些癥狀(zhuang)提前(qian)顯(xian)示出來(lai)，我們(men)可以對(dui)這些亞健康狀(zhuang)態進(jin)行監(jian)測，做(zuo)到提早發(fa)現(xian)，及(ji)時治療。這正(zheng)(zheng)是(shi)可穿戴醫療設備的巨大(da)機會(hui)。”
從健康管理的“美食理論”出發，構建“信得過”的可穿戴設備
可穿戴設(she)備上有關生命(ming)體征(zheng)的解決(jue)方(fang)案當前主要(yao)(yao)包括PPG（光電(dian)容積脈(mo)搏波描記法）、ECG（心電(dian)圖）、Bio-z（生物阻抗分析）三(san)種技(ji)(ji)(ji)術(shu)。PPG技(ji)(ji)(ji)術(shu)以光為主要(yao)(yao)技(ji)(ji)(ji)術(shu)載(zai)體，多用(yong)于心率信息(xi)的獲取，采(cai)用(yong)光電(dian)容積傳感器即可得 PPG 信號(hao)并測算(suan)出心率；ECG技(ji)(ji)(ji)術(shu)以電(dian)為主要(yao)(yao)技(ji)(ji)(ji)術(shu)載(zai)體，即心電(dian)圖，這也是醫院檢查中(zhong)大(da)家(jia)較為熟悉的監測技(ji)(ji)(ji)術(shu)；Bio-z技(ji)(ji)(ji)術(shu)同樣以電(dian)為主要(yao)(yao)技(ji)(ji)(ji)術(shu)載(zai)體，通過生物電(dian)阻測量來做體脂(zhi)率、基(ji)礎代謝率、骨骼肌、含水量的參數的判斷，還可運用(yong)于更精(jing)準的情(qing)緒測量方(fang)面。
醫院(yuan)中的理想(xiang)測(ce)量環境可以有效保障數據準(zhun)確性
上(shang)述三(san)種技術測(ce)量(liang)都是基(ji)于理想環境下(xia)的(de)描述。例(li)如(ru)(ru)在醫(yi)院中進(jin)行心電(dian)檢測(ce)，溫度濕度適宜(yi)、狀態穩(wen)定、設(she)備(bei)(bei)輔(fu)助完(wan)善、時間(jian)充足、有專業的(de)醫(yi)生(sheng)做身體數據分(fen)析(xi)，因(yin)此(ci)醫(yi)院中更容易獲(huo)得穩(wen)定的(de)測(ce)量(liang)結果。“但(dan)如(ru)(ru)果將同一(yi)套東西搬(ban)到腕上(shang)的(de)可(ke)(ke)穿戴(dai)設(she)備(bei)(bei)中，就會出現各類問題(ti)。”何源(yuan)分(fen)析(xi)說(shuo)，“可(ke)(ke)穿戴(dai)設(she)備(bei)(bei)的(de)生(sheng)命(ming)體征檢測(ce)受(shou)各項干擾因(yin)素影響大，并且不(bu)同情況(kuang)(kuang)下(xia)、不(bu)同人(ren)群的(de)身體狀況(kuang)(kuang)都不(bu)一(yi)樣，例(li)如(ru)(ru)佩戴(dai)是否牢固、周圍(wei)電(dian)磁干擾、皮膚(fu)狀態不(bu)同、漏光(guang)、環境光(guang)的(de)干擾、動態光(guang)的(de)偽像……這些難題(ti)都大大增加了可(ke)(ke)穿戴(dai)設(she)備(bei)(bei)測(ce)量(liang)的(de)難度。”
像食(shi)材與廚藝之(zhi)于美食(shi)，數據(ju)的準確性(xing)和算法(fa)的有效性(xing)對(dui)體征監測(ce)二者缺一不可(ke)
“要讓可穿(chuan)戴設(she)(she)備(bei)足夠靠譜，需要從數(shu)據(ju)(ju)(ju)準確(que)性和算(suan)法(fa)(fa)優(you)化(hua)(hua)兩(liang)方(fang)面(mian)入手，就像烹飪一道佳肴一樣(yang)。”何源生動地舉例說明，“數(shu)據(ju)(ju)(ju)是食材，算(suan)法(fa)(fa)是廚(chu)藝。想要得到美味，既少不(bu)了上(shang)(shang)好(hao)的(de)(de)(de)食材作為(wei)源頭，也少不(bu)了精湛(zhan)的(de)(de)(de)廚(chu)藝加工呈現(xian)。精準的(de)(de)(de)體(ti)征(zheng)(zheng)信號(hao)采(cai)集(ji)才能提供(gong)準確(que)的(de)(de)(de)數(shu)據(ju)(ju)(ju)，良好(hao)建模的(de)(de)(de)優(you)化(hua)(hua)算(suan)法(fa)(fa)才能保障(zhang)通過(guo)數(shu)據(ju)(ju)(ju)真實(shi)還(huan)原(yuan)體(ti)征(zheng)(zheng)特(te)點。”ADI在(zai)半(ban)導體(ti)領域深(shen)耕數(shu)十(shi)年, 一直(zhi)都專注于模擬(ni)與(yu)混合信號(hao)處理(li)等技術，在(zai)數(shu)據(ju)(ju)(ju)采(cai)集(ji)、轉換、模擬(ni)/數(shu)字信號(hao)處理(li)上(shang)(shang)都有(you)很深(shen)厚(hou)的(de)(de)(de)積淀，ADI中國產品事業部(bu)推出(chu)的(de)(de)(de)多模式生命體(ti)征(zheng)(zheng)監測傳(chuan)感器(qi)前端ADPD6000便從這兩(liang)方(fang)面(mian)入手，既從硬件電路(lu)設(she)(she)計上(shang)(shang)抓好(hao)數(shu)據(ju)(ju)(ju)入口，也同(tong)時在(zai)算(suan)法(fa)(fa)優(you)化(hua)(hua)上(shang)(shang)在(zai)最大程(cheng)度(du)上(shang)(shang)從系統層面(mian)解決上(shang)(shang)述問題。
軟硬件多管齊下，造就值得信賴“專家號”
ADPD6000系列是高度集成的模擬前端(AFE)，針對(dui)測量各種(zhong)生(sheng)命體征(zheng)信號而(er)設(she)計，集成了ECG、PPG和(he)Bio-z等多種(zhong)技術，可用于心率、心電、血氧、體脂、情緒及壓力等多種(zhong)參數的測量。
ADPD6000應用及(ji)架構(gou)示意圖
用于PPG的光(guang)路(lu)部分設計往往頗具難(nan)度，因(yin)為(wei)每個人(ren)胖瘦(shou)不(bu)同(tong)(tong)，手表佩戴的松(song)緊(jin)不(bu)同(tong)(tong)，膚色不(bu)同(tong)(tong)，包括體毛、紋身、傷疤等因(yin)素都能影(ying)響采集精準度。對此(ci)，ADPD6000提供了極高(gao)的鏈路(lu)信噪比，保證(zheng)了信號(hao)質量和可測覆蓋度，可以減少因(yin)為(wei)常見干擾因(yin)素導(dao)致的測量誤差，同(tong)(tong)時輔以環境光(guang)抑(yi)制和動態干擾抑(yi)制，力求拿(na)到準確可靠的數據。
在ECG電極部分同(tong)樣面臨很多(duo)挑(tiao)戰。“例如寒冷的(de)冬(dong)季皮膚比(bi)較(jiao)干(gan)燥，或(huo)者大(da)齡用戶皮膚比(bi)較(jiao)松弛，這些很常見的(de)用例下很多(duo)時(shi)候都可能(neng)測不到結果。”何源指(zhi)出，“ADI提供可靠、穩定、成熟的(de)專業級架構技術，并配(pei)合干(gan)電極測試覆蓋度(du)等優化(hua)，可適配(pei)更多(duo)應用場景(jing)，即使是在干(gan)燥的(de)冬(dong)季，ADPD6000也可保證足(zu)夠的(de)測量精度(du)。”
數據+算法多項優化
除此之外(wai)，ADI針對用戶(hu)佩戴(dai)不穩而容易導致的(de)導聯脫落(luo)場景也有(you)對應(ying)方(fang)案(an)，ADPD6000系列可準(zhun)確判斷接觸(chu)狀態，保證積累(lei)可靠的(de)數據，并且(qie)集成了右腿驅動功(gong)能，有(you)效(xiao)抵(di)消環(huan)境和共模干擾，使信號(hao)更純凈。
Bio-z電(dian)極方面的(de)(de)難點(dian)也在于(yu)每個人接觸的(de)(de)狀(zhuang)態不(bu)一(yi)樣，由(you)于(yu)用(yong)(yong)戶(hu)的(de)(de)操作帶來的(de)(de)誤差(cha)很大。ADPD6000系列(lie)具(ju)備獨有的(de)(de)專利技(ji)術(shu)，能(neng)(neng)去(qu)除(chu)手表材質、ID限制(zhi)的(de)(de)影響，即使在復雜的(de)(de)環境下也可保證阻(zu)抗的(de)(de)測量精度，適配更多應用(yong)(yong)場景，對多變(bian)的(de)(de)外部變(bian)量幾乎免疫。此(ci)外，ADPD6000系列(lie)可有效去(qu)除(chu)由(you)于(yu)小電(dian)極帶來的(de)(de)非對稱誤差(cha)，最終能(neng)(neng)將誤差(cha)降到很小，媲(pi)美專業級設(she)備。
ADI提供(gong)全面的參考(kao)方案和系統(tong)級支持
“ADI還提供(gong)穩定且(qie)自(zi)適應的(de)算(suan)法，應用機(ji)器(qi)學習的(de)理論，可(ke)(ke)以適配更多(duo)的(de)環境(jing)和(he)測試狀態。” 何源表示。據何源介紹， ADI可(ke)(ke)提供(gong)包括軟件(jian)、硬件(jian)、算(suan)法的(de)開發(fa)板極支(zhi)持(chi)，甚(shen)至也可(ke)(ke)根據用戶不同的(de)需求做定制化的(de)開發(fa)，助力廠家打造差異化的(de)產(chan)品。此(ci)外，該系列產(chan)品還有豐富的(de)路線圖，新(xin)一(yi)代產(chan)品也已經送樣，未來會(hui)有更多(duo)空間和(he)應用場(chang)景。
值得(de)(de)一(yi)提(ti)的是(shi)，ADPD6000系列產(chan)品由ADI中國(guo)產(chan)品事(shi)業(ye)部(bu)研發，實現了(le)全鏈條(tiao)的國(guo)產(chan)化，本(ben)土(tu)(tu)化設計、開發和(he)支持，具備技(ji)術、服(fu)務和(he)供應(ying)(ying)多(duo)重優(you)勢，能(neng)(neng)提(ti)供24小時響(xiang)應(ying)(ying)。這也使得(de)(de)先進(jin)技(ji)術能(neng)(neng)順利落(luo)地，發揮更大的本(ben)土(tu)(tu)化優(you)勢。
結語
社(she)會(hui)老齡化的(de)(de)加劇、生活習(xi)慣(guan)的(de)(de)演變以及居住環境等不同(tong)因素，推(tui)進(jin)了(le)社(she)會(hui)疾病圖譜的(de)(de)演進(jin)，中(zhong)(zhong)國的(de)(de)慢(man)病人群逐年的(de)(de)增長。中(zhong)(zhong)國健康(kang)管理白皮書調查結果顯示，中(zhong)(zhong)國已發病的(de)(de)慢(man)病人群已逾3億(yi)，整體更呈年輕化趨勢，其(qi)中(zhong)(zhong)65歲以下占近半數。
來源：國家統計局(ju)，中(zhong)國產業信息網(wang)，頭豹研(yan)究院編(bian)輯整理(li)
在(zai)此背景下，居(ju)民(min)的健(jian)(jian)康(kang)(kang)觀念(nian)逐(zhu)漸由(you)被動(dong)治療(liao)轉變(bian)為(wei)主動(dong)監測(ce)(ce)，具備(bei)健(jian)(jian)康(kang)(kang)管理的可(ke)穿戴(dai)設備(bei)在(zai)一(yi)定程(cheng)度上彌(mi)補(bu)了因醫療(liao)資源(yuan)的短(duan)缺導(dao)致的供需缺口，健(jian)(jian)康(kang)(kang)管理技術將為(wei)可(ke)穿戴(dai)市(shi)場帶來重要的拉動(dong)功能。“除(chu)了運動(dong)追蹤，現在(zai)的手表(biao)可(ke)以測(ce)(ce)心率、血(xue)氧(yang)飽(bao)和率、情緒、壓力、健(jian)(jian)康(kang)(kang)狀(zhuang)態(tai)，以及(ji)測(ce)(ce)體(ti)脂率等等。包括人類五(wu)大健(jian)(jian)康(kang)(kang)指標：心率、血(xue)氧(yang)、血(xue)壓、呼(hu)吸(xi)、體(ti)溫(wen)，這些未來終將都會(hui)一(yi)一(yi)被可(ke)穿戴(dai)產品攻克。”何源(yuan)對可(ke)穿戴(dai)技術的未來發展充(chong)滿了信心。
