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第4节 可穿戴设备:监测与干预之间,到底隔了什么

可穿戴设备正迎来第二波发展高峰。

国际知名研究机构IDC(互联网数据中心)的数据显示,2020年全球可穿戴设备出货总量为4.4亿部,较2019年增长了28.4%。

与之前不同的是,这次带领产业发展的,不再是我们常见的智能手表、智能眼镜和智能手环。取而代之的是癌症辅助治疗贴片与阿尔茨海默病恢复手环等具备部分医疗价值的可穿戴设备。它们都有一个共同的特点,即用先进技术辅助甚至主导疾病的治疗。

这种转变的背后,是可穿戴设备从全能型到专用型的聚焦式创新。

要“整合”,更要“细分”

可穿戴设备的意义到底是什么?

2014年时,这个答案是“入口”。彼时,用户手机保有量增长放缓,各家厂商都在试图寻找新的用户数据入口。那时的可穿戴设备多是手机功能的延伸,实现了接打电话、查看信息与闹钟提醒等基础功能。

起初,这些新奇的设备还能收获一批喜欢尝鲜的用户。但随着审美逐渐疲劳,新鲜感也逐渐下降。

2017年,欧美兴起了全民运动的热潮,可穿戴设备再次乘着趋势而起。围绕运动为主要需求,以运动量记录、心率监测和GPS定位为主打功能的可穿戴设备深受用户们欢迎。为了收获更多利润,各家厂商还在可穿戴设备中融入了饰品属性,从而催生出制作精美、造型别致的智能项链和智能戒指等产品。在这个时期,可穿戴设备的价值是“运动监测”与“审美需求”。

如今,可穿戴设备的核心意义变成了用户的“健康管家”。血压、心跳、呼吸和睡眠等与健康相关的数据,逐渐被纳入可穿戴设备的监测范围内。需要强调的是,主打健康并不是对过去的彻底放弃,而是一种“既要”和“也要”的兼顾。

一方面,整合大众刚需功能的可穿戴设备(如智能手表和智能手环等)依然深受消费者喜爱;另一方面,针对特定需求的可穿戴设备(如智能皮肤贴片和智能头环等硬件)开始得到市场的认可。

以一个高龄的高血压患者为例,他需要包括血压、体重、心跳和呼吸等指标的监测。但由于疾病的原因,他也希望定期检测血糖与睡眠。倘若他有心脑血管方面的疾病,可能还会希望有更专业的心电图检测。由于技术上的限制,血糖监测很难和普通的可穿戴设备融合,这就需要由专业化的设备来承载额外的功能。

2020年,雅培(Abbott)公司推出了拥有14天续航的可穿戴血糖监测产品——自由贴片(FreeStyle Libre)。用户只需将硬币大小的感应片贴在手臂内侧,就能完成24小时的全天候血糖监测。它的工作原理是通过感应器对皮下组织间的葡萄糖浓度进行监测,从而实现对用户血糖水平的间接反映。与此同时,自由贴片还可以通过蓝牙方式与手机进行互联,用户可以在手机、手表和计算机等多个终端上实时查看血糖数据。

目前来看,这种针对特定人群的可穿戴设备已经获得市场的认可。它们既从功能层面弥补了整合式设备专业化的不足,又从细分层面满足了部分人群的特定化需求,未来注定会有广阔的发展前景。

要“防病”,更要“治病”

2020年4月,知名医疗咨询企业“健康之石”(Rock health)发布的新一期数字医疗报告显示:随着新冠肺炎疫情的到来,消费者对可穿戴设备的需求发生了明显变化。他们摒弃了以监测或健身为主要功能的设备,转而寻求在疾病诊断与治疗上有所帮助的设备。

一直以来,可穿戴设备都在探索从运动健康向医疗的转型,但这一过程并不顺利。除了受制于技术以外,用户对可穿戴设备的信任度也是一大问题。毕竟,比起几十上百万元的医院检测仪器,仅几千元的可穿戴设备说服力确实不足。

不过,随着各国医疗管理部门对可穿戴设备的重视,这一难题正在慢慢化解。2015年国务院明确了对可穿戴设备发展的支持,2016年美国食品药品监督管理局(FDA)增加了对可穿戴设备的法规条目,相关医疗应用也开始逐渐松绑。基于这样的背景下,许多可穿戴设备开始从轻症疾病入手,尝试进行病症的缓解与治疗。

2019年5月,FDA认证的第一款可穿戴式偏头痛缓解设备米格亚(Nerivio Migra)成功上市。作为全世界第三大顽固疾病,偏头痛的全球患病率接近15%。差不多有2/3的患者因为止痛药对肝肾有毒害性而推迟或拒绝服药。值得庆幸的是,米格亚的出现无疑为他们提供了更好的选择。

米格亚可以通过智能手机进行控制,释放电脉冲抑制神经信号传递,从而缓解疼痛。患者只需要将米格亚绑在大臂上,就可以有效地缓解偏头痛症状。根据FDA的临床试验数据,米格亚在2小时内就能缓解66.7%的疼痛症状,并且相较于药物的副作用更少。

如果说疼痛治疗只是可穿戴设备的“常规操作”,那么它应用于癌症治疗则可以称得上是跨时代的进步。

2020年5月,用于治疗复发性多形性胶质母细胞瘤(GBM)的可穿戴设备爱普顿,顺利通过了中国国家药品监督管理局的认证,并获准在我国销售。GBM是一种非常狡猾的肿瘤细胞,具备极强的生命力和抗药性。在常规的放化疗手段下,病人的五年生存率也仅有5%。

爱普顿的核心在于利用电场影响癌细胞蛋白的聚集,使其染色体无法正常复制。病患只需将爱普顿的4个电极贴片置于身体两侧,并带上一台烟盒大小的主机就可以完成治疗。相关数据显示,通过爱普顿的治疗,GBM患者的五年生存率可以提升至29.3%,几乎是传统疗法的6倍。

除了癌症治疗之外,可穿戴设备还覆盖了渐冻症、阿尔茨海默病和糖尿病等疾病的辅助治疗。这些医疗场景的应用,正在为可穿戴设备的未来发展提供无限可能性。

要“科幻”,更要“现实”

可穿戴设备的终极目标是能够长时间穿戴在用户身上或整合到肢体当中,同时具备交互、处理和感知等高级功能。换句话说,可穿戴设备更加注重交互性与功能性,并不一定非要是手环或手表这样带有屏幕的设备。

假肢作为人体匹配程度最高的设备,却因为智能化进展缓慢,一直没有获得行业的重视。随着大众生活水平的不断提高,身体残缺的患者对假肢的需求也不再陷于被动支撑或简单装饰的层面,开始转而追求假肢的功能恢复。由此,以智能假肢或仿生假肢为代表的专业可穿戴设备应运而生。

智能假肢的定义并没有明确标准,但它通常具备两个方面的特点,即电动化与自动化。

所谓电动化,就是指智能假肢能够像人体肌肉一样,在支撑起身体的同时,依靠电能提供动力让病患完成目标动作。而当前市面上的大部分假肢都需要患者凭借自身力气来带动。当行进时间过长时,非常容易出现因疲劳而造成事故。

自动化则是通过假肢内置的传感器,自动识别病患姿势,使假肢做出相应的伸直和弯曲等动作。更先进的办法是将病患的假肢数据存储在云端,根据使用习惯来不断地调整匹配程度,让假肢使用起来更加自由和自然。

2020年12月,美国加州大学伯克利分校的工程师们成功研发出一款具备生物传感功能的智能手部假肢。这个智能假肢采用传感器与人工智能相结合的方式,可以根据设备佩戴者前臂的电信号模式,识别出他计划做出的手势。

从形态上来看,这款智能假肢主要由前端的感应电路和后端的机械手掌组成。安装时,只需将柔性生物感应电路贴在病患手臂上,其内置的人工智能芯片就可以读取肌肉中的64个电信号,并将它们转化为可执行的动作。除了常规的拾取、捏合和旋转外,它还能够完成如猜拳等复杂手势。凭借生物感应电路的优势,所有动作都无须提前输入指令,只要大脑“想一想”,设备便会在0.1秒内完成脑海中预设的动作。

这个智能手臂还有另外一个优势,即所有的数据运算都在设备芯片上进行,无须将它们传输到云端,确保了个人生物数据的安全性。

虽然智能假肢技术成熟度不高,设备价格居高不下,不过,技术的车轮终将滚滚向前,残障人士拥有一副完整健康的躯体不再是奢望。