拓展消費(fèi)無(wú)線應(yīng)用 醫(yī)療保健網(wǎng)路蓄勢(shì)待發(fā)
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目前在醫(yī)院中專用的診斷和治療設(shè)備有一天將會(huì)出現(xiàn)在家庭或公共網(wǎng)路上，根據(jù)美國(guó)華盛頓大學(xué)主導(dǎo)相關(guān)研究的一位權(quán)威教授指出。這種轉(zhuǎn)變不僅要求技術(shù)上的創(chuàng)新，更必須在公共政策和商業(yè)模式方面配合進(jìn)行改革，因此，所謂的電子醫(yī)療保健時(shí)代(e-health era)如何實(shí)現(xiàn)？以及何時(shí)到來(lái)？目前仍是未知數(shù)。
而目前較清楚的是，研究人員認(rèn)為，消費(fèi)無(wú)線設(shè)備將用在未來(lái)預(yù)防保健系統(tǒng)的最前線。在日前舉行的IEEE生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)(EMBS)國(guó)際年會(huì)上，來(lái)自全球的眾多研究人員們發(fā)表了十幾篇相關(guān)論文，并分別描述了各自在這方面的努力與成果。
其中有多項(xiàng)研究均已建立了所謂的環(huán)境設(shè)備(ambient device)原型，它能夠透過(guò)無(wú)線網(wǎng)路持續(xù)監(jiān)控健康情況，無(wú)需用戶介入。例如，韓國(guó)首爾國(guó)立大學(xué)的研究人員把無(wú)線心電圖(ECG)儀器和其他監(jiān)控器等相關(guān)電子元件嵌入辦公椅中，以測(cè)試高血壓等疾病的癥狀。
日本金澤大學(xué)更勝一籌，他們把監(jiān)控設(shè)備嵌入枕頭、拖鞋、浴缸、浴室地板和馬桶中，在實(shí)驗(yàn)室中建構(gòu)了一個(gè)模擬的家庭環(huán)境。這些設(shè)備可以追蹤從血壓、體重到心電圖，乃至于監(jiān)測(cè)對(duì)象在夜間是否睡眠良好等所有資訊。
英特爾的數(shù)位家庭小組報(bào)告其于愛(ài)爾蘭展開(kāi)的數(shù)位生活輔助照護(hù)系統(tǒng)計(jì)劃進(jìn)展情況。該‘獨(dú)立生活技術(shù)研究’(TRIL)計(jì)劃正進(jìn)行臨床試驗(yàn)，以確定明年底將在原型環(huán)境中採(cǎi)用哪一項(xiàng)技術(shù)。現(xiàn)已有60多位研究人員參與了這一項(xiàng)投資數(shù)百萬(wàn)美元、為期三年的專桉研發(fā)工作。
此外，英特爾也正為研究人員提供小型Zigbee感測(cè)器網(wǎng)路模組Shimmer，以協(xié)助這些研究的展開(kāi)。“許多研究人員雖然都提出了很棒的想法，最后卻必須花費(fèi)所有的時(shí)間來(lái)建構(gòu)硬體，”英特爾愛(ài)爾蘭分公司資深研究技術(shù)專家Michael J. McGrath表示?！耙虼耍覀?cè)敢鉃樗麄兲峁┧璧挠搀w，使其得以全心投入研究中。”
然而，對(duì)于美國(guó)華盛頓大學(xué)的生物工程學(xué)教授Yongmin Kim來(lái)說(shuō)，建構(gòu)硬體即是一切。Kim的研究小組由于獲得了‘比爾與梅林達(dá)蓋茲基金會(huì)’(Bill & Melinda Gates Foundation)的資助，開(kāi)發(fā)出一套2,000美元的照護(hù)點(diǎn)(point-of-care)系統(tǒng)；該系統(tǒng)使用了拋棄式器具，且能夠測(cè)試從HIV到流感等各種健康方面的問(wèn)題。開(kāi)發(fā)中國(guó)家也能採(cǎi)用該系統(tǒng)來(lái)取代原本需花費(fèi)數(shù)萬(wàn)美元的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備。該小組同時(shí)也正開(kāi)發(fā)一種價(jià)值2,000美元的超音波儀器，這種設(shè)備無(wú)需專家親自解釋掃瞄出的影像，就能夠診斷常見(jiàn)病癥。
不過(guò)，這些設(shè)備要能在醫(yī)療院所中實(shí)際應(yīng)用還需要5年以上的時(shí)間，而要成為消費(fèi)產(chǎn)品則所需時(shí)間更長(zhǎng)，Kim表示?！按蟾胚€需要十年的間，才足以把這些系統(tǒng)從初級(jí)醫(yī)療保健診所搬到家中，”他估計(jì)。
其他研究人員更更進(jìn)一步地利用各種心臟、呼吸和運(yùn)動(dòng)感測(cè)器來(lái)開(kāi)發(fā)各種穿戴式設(shè)備。例如，哈佛醫(yī)學(xué)院的研究人員描述了他們?nèi)绾卫枚鄠€(gè)具有嵌入式加速計(jì)的穿戴式設(shè)備來(lái)測(cè)量帕金森氏癥病人的癥狀變化。把幾個(gè)約MP3播放器大小的設(shè)備綁在病人的手臂和腿上，并透過(guò)Zigbee來(lái)鏈結(jié)，可在數(shù)週的時(shí)間內(nèi)搜集到帕金森氏癥震顫癥狀變化的相關(guān)資料。
圖說(shuō)：Nokia的Ahola手持一個(gè)具備藍(lán)牙功能的穿戴式監(jiān)視器。
“利用這些資料，醫(yī)生可以作出更能對(duì)癥下藥的處方，且更能監(jiān)控處方的效果，”波士頓Spaulding復(fù)健專業(yè)醫(yī)院(哈佛的一家教學(xué)醫(yī)院)的運(yùn)動(dòng)分析實(shí)驗(yàn)室主任Paolo Bonato表示，他同時(shí)也是一位穿戴式醫(yī)療設(shè)備的專家。
在另外一些論文中，研究人員發(fā)表他們使用穿戴式設(shè)備來(lái)追蹤睡眠障礙、運(yùn)動(dòng)習(xí)慣以及其它問(wèn)題的情況。諾基亞展示了一款採(cǎi)用Altera Cyclone II FPGA設(shè)計(jì)的彈性化感測(cè)器平臺(tái)，專門用于這一類的應(yīng)用。這種元件只有粗獷式腕錶大小，但可透過(guò)藍(lán)牙的連結(jié)而支援大量的感測(cè)器。
“這是一個(gè)相當(dāng)通用型的平臺(tái)，但FPGA的功耗是一大瓶頸，”諾基亞(Nokia)公司赫爾辛基研究中心的Tom Ahola表示。而下一代平臺(tái)將採(cǎi)用Actel Igloo元件或QuickLogic PolarPro FPGA，以及原被稱做Wibree的低功率版藍(lán)牙，他指出。
還有一些研究人員發(fā)表了他們?cè)谠O(shè)計(jì)電子貼片或機(jī)能運(yùn)動(dòng)服方面的工作。大坂電氣通訊大學(xué)的研究人員介紹了利用Atmel的AVR微控制器和Rabbit半導(dǎo)體的收發(fā)器等現(xiàn)有晶片，開(kāi)發(fā)出一款具備運(yùn)動(dòng)感測(cè)器的藍(lán)牙貼片。新創(chuàng)Therasolve公司的兩位比利時(shí)兄弟還提出了一種可編程貼片的概念，能夠在需要更換貼片或服用其他藥物時(shí)提醒用戶。
還有幾位歐洲研究人員描述將生物感測(cè)器嵌入衣物中以持續(xù)監(jiān)測(cè)健康狀況的研究成果。歐洲委員會(huì)(European Commission)已經(jīng)透過(guò)ProeTex等計(jì)劃為該研究領(lǐng)域提供資助。ProeTex計(jì)劃正針對(duì)公共安全的工作人員開(kāi)發(fā)具有超寬頻連接的運(yùn)動(dòng)衫。
在采用有機(jī)場(chǎng)效電晶體(FET)開(kāi)發(fā)導(dǎo)電且具彈性的電紗線以製作機(jī)能運(yùn)動(dòng)服方面，研究人員不斷取得進(jìn)步，ProeTex計(jì)劃專員、義大利Cagliari大學(xué)的Annalisa Bonfiglio指出。不過(guò)，截至目前為止，開(kāi)發(fā)人員利用這種電紡線還只能開(kāi)發(fā)出一些簡(jiǎn)單的電子元件，如通常需要數(shù)十伏特電壓的環(huán)形振盪器和二極體。
“我們距離實(shí)現(xiàn)具有複雜感測(cè)器的可洗紡織品還差得遠(yuǎn)呢！這一領(lǐng)域的研究人員在單一感測(cè)器階段的成效卓著，但針對(duì)像微處理器之類的產(chǎn)品則還有數(shù)年的差距，”飛利浦歐洲研究中心主任兼生物醫(yī)學(xué)感測(cè)器部門負(fù)責(zé)人Olaf Such表示。
圖說(shuō)：IEEE工作小組正在定義個(gè)人健康資料標(biāo)準(zhǔn)，并以該協(xié)議將不同無(wú)線技術(shù)映射到醫(yī)療資料規(guī)格。
該領(lǐng)域的一大技術(shù)障礙是運(yùn)動(dòng)偽影(Motion artifact)，Such指出。穿戴式裝備中所使用經(jīng)由無(wú)線連接的乾電極通常會(huì)產(chǎn)生品質(zhì)較差的雜訊；但這一類設(shè)備的預(yù)期目標(biāo)應(yīng)該是要在無(wú)需醫(yī)生介入的情況下，可基于資料作出精確分析，并推薦處方。
“這兩方面的沖突造成了該領(lǐng)域的頭號(hào)技術(shù)問(wèn)題，而且一直未能解決，”Such表示。 Such在今年針對(duì)運(yùn)動(dòng)偽影問(wèn)題組織了首屆EMBS會(huì)議，他指出，“在運(yùn)動(dòng)偽影方面的研究已持續(xù)進(jìn)行了一段時(shí)間，并已獲得某些方面的解決方桉，但仍缺乏比較性研究或相關(guān)基準(zhǔn)?！?nbsp;
醫(yī)療產(chǎn)業(yè)需要一個(gè)基準(zhǔn)來(lái)檢驗(yàn)新的演算法能否減少穿戴式設(shè)備中所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)偽影。因此，Such表示，這項(xiàng)工作可能會(huì)比照現(xiàn)有ECG演算法的基準(zhǔn)和資料庫(kù)來(lái)進(jìn)行。
對(duì)于穿戴式設(shè)備而言，無(wú)線技術(shù)不虞匱乏。研究人員已經(jīng)展示了採(cǎi)用藍(lán)牙、RFID、超寬頻和Zigbee技術(shù)的設(shè)備。許多論文還介紹了各種不同的系統(tǒng)，能夠採(cǎi)用蜂巢式網(wǎng)路來(lái)連接醫(yī)生，或連結(jié)遠(yuǎn)端醫(yī)院健康監(jiān)視系統(tǒng)的緊急事務(wù)處理人員。然而，每一個(gè)無(wú)線鏈路都存在不同的問(wèn)題，研究人員正設(shè)法建立彼此間的互通作業(yè)性層。
“沒(méi)有哪一種無(wú)線技術(shù)是100%可靠的，在設(shè)計(jì)這些醫(yī)療系統(tǒng)時(shí)，就必須考慮到這一事實(shí)，”Zarlink半導(dǎo)體資深RF顧問(wèn)Peter Chadwick表示；他同時(shí)也是歐洲一個(gè)醫(yī)療設(shè)備無(wú)線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)小組的主席。
英特爾在愛(ài)爾蘭的TRIL計(jì)劃將在生活輔助家庭系統(tǒng)中採(cǎi)用藍(lán)牙技術(shù)，但該公司坦承，為了在該環(huán)境中實(shí)現(xiàn)最佳化應(yīng)用，它還需要該技術(shù)的定製版本。英特爾發(fā)現(xiàn)，藍(lán)牙甚至無(wú)法覆蓋愛(ài)爾蘭最小的村莊，還必須與任何微波爐保持至少6英呎的距離以避免干擾，同時(shí)，也得謹(jǐn)慎地部署以提供最佳的覆蓋范圍。
為了在較高層級(jí)上建立共同性，IEEE 11073小組委員會(huì)正開(kāi)發(fā)一種技術(shù)，可將不同無(wú)線技術(shù)映射到某個(gè)定義醫(yī)療資料規(guī)格的現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中。該小組包括來(lái)自英特爾、飛利浦和夏普的成員，預(yù)計(jì)明年初推出完整的標(biāo)準(zhǔn)，比計(jì)劃中延后了兩個(gè)月。
實(shí)現(xiàn)電子醫(yī)療時(shí)代的最大障礙是必須定義新的營(yíng)運(yùn)模式，以及得到政府對(duì)于醫(yī)療保健系統(tǒng)改革的支援?！拔覀冏钚枰氖钦闹г@卻很難實(shí)現(xiàn)，”EC資訊社群和媒體常務(wù)理事會(huì)成員Loukianos Gatzoulis表示。
Gatzoulis預(yù)計(jì)，EC迄今已花費(fèi)了大約2億美元于各種不同的電子醫(yī)療提桉，光去年就花費(fèi)了幾乎一億美元。
“最困難的部份是營(yíng)運(yùn)方面的挑戰(zhàn)，”華盛頓大學(xué)的Kim指出。
Kim指出，在公共醫(yī)療記錄共同規(guī)格上取得一致性仍存在某些問(wèn)題。Kim預(yù)計(jì)這樣的格式要到2014年才會(huì)準(zhǔn)備就緒，“但人們?nèi)詫?duì)此時(shí)間點(diǎn)持懷疑態(tài)度”。誰(shuí)將會(huì)擁有相關(guān)資料？是病人？病人的雇主？保險(xiǎn)公司？還是醫(yī)療保健供應(yīng)商？這一切也還不明確。
還有一些研究人員注意到人為因素也十分重要，特別是有關(guān)穿戴式設(shè)備方面。“人們?cè)跊](méi)有生病時(shí)都不愿意穿戴那些礙手礙腳的東西，”飛利浦的Such表示。不過(guò)，他又提到，有一種‘心血管娛樂(lè)’(cardio-tainment)設(shè)備正逐漸流行，這種設(shè)備無(wú)需提報(bào)任何醫(yī)療紀(jì)錄即可提供有關(guān)健身和良好生活方式的資訊。
另一方面，Bonato表示，他的帕金森氏癥病人并未抱怨穿戴有助于追蹤病癥的監(jiān)控器有何不便之處。他：“對(duì)于穿戴式設(shè)備的接受度的確與疾病的嚴(yán)重程度有關(guān)，而對(duì)于這一類的應(yīng)用，設(shè)備的可接受性不是問(wèn)題”。
評(píng)論