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導入巨量資料分析 智慧醫療IoT應用前景看好

  • DIGITIMES企劃

人口高齡化、健康管理意識抬頭,穿戴醫療電子所需的生理數據感測器、SoC、網通與健康資料大數據分析技術需求看漲。STMicroelectronics

看好穿戴式裝置應用市場,不僅呼應智慧醫療為基礎的物聯網應用,同時刺激各種看準智慧醫療的穿戴電子醫療科技持續增溫,由嵌入式運算平台加上物聯網、雲服務、大數據運算的整合架構,正驅動醫療應用的智慧化目標逐步成真...

穿戴式應用、智慧醫療等產品話題,在Apple、Google與小米等硬體與網通業者相繼推出健康雲服務、智慧手環、智能手錶...等應用下,持續為穿戴式裝置甚至智慧醫療的物聯網應用市場加溫,加上各式消費性生理監控硬體產品價格持續探底,以用戶生理體徵進行Real time實時持續記錄、搭配健康雲端服務的應用架構儼然建構成型,甚至已具備具體而微的穿戴醫療的應用生態系(Eco System),持續炒熱智慧健康、醫療與嵌入式運算平台的整合市場。

醫療IoT結合個人健康體徵大數據分析應用熱門,軟/硬體廠商紛紛投入建構應用生態系。Apple

Google建構Fit數據平台,供各式醫療感測終端整合應用,搶食醫療/健康大數據應用服務市場。Google

Google、Apple大廠相繼建構健康物聯網應用生態系

2016年穿戴式電子產品市場依舊表現暢旺,延續2015年Apple、Google針對個人健康生理監測應用生態系相繼推出Apple HealthKit、Google Fit應用服務後,微型嵌入式SoC平台開發的各式消費性穿戴電子應用越來越熱門,透過智慧手機、軟體大廠針對穿戴電子產品的推廣與大力支持下,Apple即在熱門的iOS嵌入式系統進階深度整合Apple HealthKit應用服務支援,同時Google也針對旗下Google Fit應用服務持續進行完善,積極搶佔智慧生理監控、處理與大數據運算的相關服務架構。

在嵌入式系統、應用軟體與平台持續醞釀擴展應用市場規模下,智能穿戴裝置基本上已達到消費性電子產品定價的甜蜜點,一般運動感測、睡眠品質監控應用支援的消費性電子穿戴裝置、手環,市場價格甚至可以低到50美元上下,而嵌入式個人體感或是進階的醫療應用,從初期僅以終端產品應用為主,相關業者正開始關注由醫療或是消費性穿戴應用產品透過IoT(Internet of Things)技術方案、銜接雲端醫療進階應用市場價值,並期待醫療或健康用途的物聯網應用可帶來繼穿戴電子應用熱潮後的另一波營收高峰。

醫療IoT裝置搭配垂直整合應用  提升用戶使用意願

現有市場的穿戴式醫療、健康裝置主要可以區隔兩大產品類別,一種是針對專業醫療產業應用的醫療輔具、穿戴監測裝置,這類裝置需要經過完整醫療相關要求認證;另一種穿戴應用則偏向消費性電子產品等級,則產品本身不需要取得醫療相關認證。目前以針對消費性電子面向設計的穿戴醫療應用,由於相關終端設備不需要繁複的醫療法規驗證,加上產品定價低廉、選擇多元,整合的應用功能甚至可以針對不同專業運動(如馬拉松、潛水、登山)進行產品垂直整合或進階優化設計,大幅提高使用者購買意願。

至於進階的穿戴醫療應用,也因為醫療科技、遠距醫療應用價值持續提升,遠距生物生理狀態感測周邊技術完善,醫療相關法規鬆綁、醫療效率與成本考量下,搭配遠距醫療應用整合的進階型穿戴醫療電子產品,正可滿足這些進階醫療應用的整合需求,尤其是可以讓患者在離院後持續追蹤復原狀態、或隨時提示癒後持續服藥、保健,其蘊藏龐大數位醫療商機也讓多家嵌入式平台、周邊、網通業者躍躍欲試,積極搶食可能爆發的穿戴醫療市場。

消費級醫療穿戴感測精密度受多種因素限制

以消費性產品等級的穿戴醫療應用,其選用的感測器等級在可靠度與精確度方面,仍與專業醫療檢測設備有一定程度的差距,主要除了感測器本身的元件特性限制外,在穿戴裝置佩戴方式的些微差異,就會左右生物生理狀態檢測的數據差異,甚至是採集數據的感測點差異、量測環境差異、感測器的使用方式都會影響實際測試結果。

醫療等級專用的量測設備所要求的設備置放環境、感測元件採集數據的佩戴方式、裝設位置,甚至是受測者的狀態要求,都有極高的操作要求,而消費者個人能否精準滿足這些測量重點亦無法掌控,往往也導致無法有效提升採集數據準確性的問題。

整合網通功能、小尺寸、高效能SoC需求高

功能整合越多、應用彈性越高的穿戴應用,其硬體架構也需要採行高複雜度的微處理器(MCU)、系統單晶片(System on Chip;SoC),需要更強大的運算效能輔助相關應用,但在架構設計上也會因為設備導入高效能處理器、更多應用功能,而使得整體產品的運作電源功耗增加。

這類硬體產品在選用高效能、小尺寸/體積的運算平台外,要讓裝置順利銜接醫療雲端服務,也必須同時整合Wi-Fi、藍牙甚至是ZigBee網狀網路RF無線網通連接支援,穿戴應用需以極小化產品體積整合,這些晶片功能也需要利用積體電路封裝技術高度製成SoC元器件,才能滿足產品的設計目標。

另一個重點問題是,主要是醫療雲端應用未來不會僅限於幾家廠商提供應用服務,可能針對不同的應用領域提供專科或是專屬應用的醫療雲服務,這時不同大數據或雲服務平台的數據如何互通、用戶醫療數據的隱私權議題,都會形成新的非技術重點問題,用戶儲放大量個人生理健康資訊的雲端服務,相關系統的資訊安全、防駭設計也會成為更受關注的開發重點。

穿戴式的醫療終端裝置要能便捷應用,最大的問題仍是如何讓這些終端能順暢連接雲服務,目前常見的作法是透過資訊閘道器或是使用手機中介完成連結,如可感測心跳的智能手環透過智慧醫療閘道器(Gateway)銜接雲服務,或是搭配藍牙無線傳輸把數據透過手機上傳至醫療數據庫或手機進行儲存與運算。

但這類需要經過轉換、傳送或是只能受限特定區域的醫療穿戴應用,仍會極大影響用戶導入應用的意願。要讓醫療穿戴裝置可持續進行醫療數據傳送,目前可運用可連接IP網路的網狀網路通訊協定,或是運用如IPv6 over BLE(Bluetooth Smart)藍牙技術方案,讓智慧穿戴醫療設備可以不用透過閘道器或是手機當中間橋樑,就能直接將感測數據送至醫療雲進行加值應用,反而在整合醫療穿戴IoT應用會更具實用價值。