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電學、光學PPG感測器應用在健康穿戴的設計與挑戰
 

【作者: 華碩電腦】   2023年10月28日 星期六

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透過穿戴式裝置有效掌握人體的生理數據,進而衍生出多樣個人化加值服務,如今已成為智慧醫療的大趨勢。然而,醫療照護器材涉及人體健康,加上各國在產品及其確效的審查上極為嚴苛,通過審查取得資格、完成臨床試驗、最後順利取得醫材認證,可見得從資通訊科技轉往智慧醫療並不是一條好走的路。本文以健康錶為例,探討感測器運算生理數據的原理以外,並敘述新興智慧醫材如何在市場落地。


數據為王 以雙感測確認高效

隨著電腦運算能力提升,無線及微型裝置的進步,推進醫療物聯網(Internet of Medical Things;IoMT)的形成,近年來電子大廠紛紛投入智慧醫療領域,除了看準全球人口急速老化、醫療成本居高不下的傳統醫療困境以外,以資通訊(Information and Communications Technology;ICT)為技術基礎的智慧醫療,不僅消弭了醫療端與照護端的距離,並在其中提供醫療服務。在過程中同時推進醫療軟體的開發、醫療平台的整合,也推進數位健康的形成。


在數位健康領域裡,「數據為王」是不爭的事實,如何高效收集生理數據,並串聯既有醫療平台,使醫學更加個性化和精確,這個過程引入的不只是硬體開發、軟體演算法及通信技術,還有至關重要的醫材許可及醫療團隊的介入(甚至是保險公司的參與),並在不斷的溝通與調整下才能有成熟的服務模式,紮實在應用場域落地。


華碩前進智慧醫療,面對醫療產業高門檻、高成本的特性,過去10年在演算法開發和臨床試驗上投入了莫大的努力,從獨家雙感測器量測生理徵象、申請ISO 13485醫療器材品質管理系統,近期取得衛福部食藥署許可的醫材軟體認證(包括華碩血壓應用軟體、華碩心電圖應用軟體),這些里程碑展現出華碩智慧健康錶的開發能力及產品確效。


電學、PPG光學雙感測器,及時量測生理徵象


圖一 : 健康錶透過獨家雙感測器及獨家指尖式量測設計,能夠全天候詳實監控健康變化。(source:華碩)
圖一 : 健康錶透過獨家雙感測器及獨家指尖式量測設計,能夠全天候詳實監控健康變化。(source:華碩)

從獨家雙感測器及獨家指尖式量測設計,全天候詳實監控健康變化。華碩的每只健康錶皆內建獨家的電學及光學雙感測器,電學感測器會抓取細胞的放電訊號、光學感測器會發出綠光、紅光、紅外光,與只有單一光學感測器的產品相比,華碩VivoWatch量測到的健康資料可將精準度至少提升10%以上。另外,除了錶背外,錶身也設計一組感測器,以微血管豐富的「指尖」為訊號收集對象,收集而來的生理訊號更強、更完整。


華碩健康錶及華碩血壓應用軟體能建立、紀錄、儲存、顯示血壓趨勢資訊,並將血壓紀錄以數位化的方式保存下來,使用者可將量測結果分享給醫師做為常規性檢查的血壓趨勢參考。華碩健康錶的電學感測器能搜集心室收縮、打出血液的時間,PPG光學感測器可抓取血液自心臟送出到達身體四肢的時間,透過獨家HealthAI 4.0演算法及設定好的個人資料,即可計算出血液流速及血壓變化。在錶面上選擇量測功能,並將手指輕觸感測器,隨時隨地即時測量血壓。


華碩健康錶支援的「心電圖應用軟體」、「血壓應用軟體」已通過衛福部認證,成為台灣首款自行研發的健康穿戴心電圖及血壓應用軟體,目前正申請美國FDA認證中。藉由醫規等級的穿戴裝置提供可信賴的連續式生理徵像監測,能夠支持醫療照護團隊的臨床決策。


華碩健康錶跳脫傳統穿戴裝置的思維,以滿足醫療需求及符合法規為原則來開發產品,將醫療機構與使用者為主體,華碩健康錶在全系列自主研發技術的優勢下,特別是系統介接、資安防護、功能項目選擇上充滿彈性化,可在前端就依照客戶的實際需求來調整功能,也能夠滿足後端醫療院所多面向臨床需求,使得解決方案具備高靈活度。


技術自主、彈性調整 形成場域應用優勢


圖二 : 健康手錶結合軟硬體技術能量的個人健康管理平台思維,可協助業者開發多樣的場域應用。(source:華碩)
圖二 : 健康手錶結合軟硬體技術能量的個人健康管理平台思維,可協助業者開發多樣的場域應用。(source:華碩)

貼身舒適的健康手錶是最方便、無負擔,最適合長期搜集個人健康數據的裝置。華碩健康手錶結合軟硬體技術能量的個人健康管理平台思維,正協助VIP健檢、外溢保單、勞工安全衛生、臨床製藥等業者開發多樣的場域應用。


不單是個人健康管理裝置,更進一步介接則成為系統性數位健康平台,如此一來,則讓健康錶能夠積極應用在多樣的企業端健康管理服務上。華碩健康錶透過SDK、APK及雲端資料庫等工具與系統開發商建置整合式封閉平台,並且讓建構平台本身也能成為合作夥伴加速整合服務系統與拓展品牌競爭力的一環,創造兼具個人健康照護與產業應用發展的雙贏榮景。


華碩健康錶最初的應用場域是醫療機構中的VIP高端健檢及COVID-19隔離病房。預防醫學機構以華碩健康錶銜接兩次健檢間的空白期,當VIP客戶穿戴健康錶時,健管師可在後台即時瞭解客戶健康變化並且遠距關懷客戶,有益於關懷管理。在疫情期間,院方讓隔離病房的確診者穿戴健康錶,再將偵測所得的血壓、心率、血氧等生理數據傳送至護理站,協助醫護人員降低工作負擔、減少與確診者接觸機率,來解決當時醫療人力不足的困境。



圖三 : 在醫療物聯網的時代裡,智慧健康錶可依照醫療保健機構的需求客製化調整架構。(source:華碩)
圖三 : 在醫療物聯網的時代裡,智慧健康錶可依照醫療保健機構的需求客製化調整架構。(source:華碩)

此外,在更廣義的醫療保健領域,健康錶也可應用在臨床製藥、外溢保單、勞工安全衛生等情境上,而這些應用的核心皆是24小時無時無刻關注著使用者健康變化的需求。科技輔助創新,加值照護服務,優化使用者體驗,在醫療物聯網的時代裡,智慧健康錶可依照醫療保健機構的需求客製化調整架構,滿足醫療院所在追求醫療照護服務的新價值主張。


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