美国西海岸时间2021年1月11日,2021年的CES国际消费电子展(下文简称CES 2021)在线上开幕。早在2020年7月28日,CES的主办单位消费技术协会(下文简称CTA,the Consumer Technology Association)就宣布因为全球愈发严重的疫情取消实体展会,将CES 2021完全迁移到线上举办。这也是CES成立以来首次在线上召开。
正因为此,本次CES相比以往也更加关注数字技术对医疗健康的赋能,在CES 2021的几大主题中单独划出了医疗健康(Health&Wellness)板块。与以往相比,医疗健康领域的参展方案无论是广度还是深度又有了明显增加。同时,由于美国较为严重的新冠疫情,专门应对新冠疫情的解决方案在CES 2021上获得认可。几个获得CES创新奖的健康方案或多或少都与如何解决新冠疫情带来的挑战相关。
动脉网对CES 2021上的医疗健康方案进行了整理,并精选了其中最有代表性的医疗健康方案。
更多穿戴方式获突破,手机要革可穿戴的命?
作为面向C端的展会,各式各样的可穿戴设备向来是CES的一大卖点之一。由于可穿戴设备本身具有较为明显的医疗健康属性,因此,这也是以往CES与医疗健康结合最为紧密的部分。在CES 2021上,除了传统的腕戴式设备外,新兴的其他佩戴方式的可穿戴设备也取得了很大的突破。与此同时,传感器的突破使得原本应该取代智能手机的可穿戴设备也面临危机——使用频率更高的智能手机甚至有可能在未来替代可穿戴设备。
先来看一款获得CES 2021创新奖的可穿戴设备——BioIntelliSense的BioButton。这款硬币大小的可穿戴设备可以持续监测最多90天的人体体温、心率和呼吸速率,并通过物联网传送结果并实时分析,从而尽早发现健康隐患。这款产品具有不错的用户体验和多参数功能,提升了远程监控的可扩展性、可靠性和成本效益。
尤其值得一提的是,它通过了FDA认证,具有医疗级别的精度。基于其特性,BioIntelliSense扩展了产品的应用场景,将其用于新冠肺炎的症状筛查及后续持续监控。不得不说,相比较社区人员上门定期检测体温,以及美国新冠肺炎愈发严重的现状,这个点子的确安全高效,获得创新大奖也就不难理解了。
华米在CES 2021上展示了Amazfit GTS 2 Mini。这款智能手表可以实时监测血氧饱和度,并能实现24小时高精度心率监测跟踪,在需要时发布静态心率警告。它还可以评估用户的睡眠质量,并能监测女性周期。利用创新的PAI健康评估系统,Amazfit GTS 2 Mini还为用户提供了单一的PAI健康得分。
Amazfit GTS 2 Min预设了70多种运动模式,包括跑步、骑自行车、游泳和其他流行的室内和室外运动。它可以在锻炼过程中监测用户的身体状况,并在完成锻炼后与Zepp联动生成体育数据报告。
提到Zepp,这家知名的健康设备品牌在CES 2021展示了新的Zepp Z旗舰智能手表。在此之前,Zepp E和Zepp E系列已经于2020年8月在北美、欧洲、亚洲多地上市。
Zepp于2010年创立于硅谷。当时,它使用独特的可穿戴传感器设备监控和分析锻炼数据,迅速在北美运动市场掀起波澜。2020年,Zepp进行了自我转型,将个性化健康管理作为其使命。它利用物联网和AI算法系统提供支持,以开发强大的硬件、软件和数据分析功能,从传统健康和运动监测逐渐向早期健康状况警告分析的定位转换。
Zepp的几款可穿戴设备提供了睡眠监测功能和血氧测量功能,并利用人工智能对统计数据进行分析,并为用户提供相应的改善建议,帮助用户更有效地监控其身心健康。不过,考虑到可穿戴设备目前的激烈竞争,Zepp所提供的功能很难说有足够的吸引力。
除了传统的智能手表及手环,华米还发布了Amazfit ZenBuds和Amazfit PowerBuds两款耳戴式设备。前者是一款智能遮噪耳塞,利用遮噪原理来帮助用户集中精神或是提高睡眠质量。更重要的是它可以监测用户睡眠,在入睡后自动停止工作,并能对睡眠质量进行分析。后者则不仅具有音乐播放功能,更可以利用PPG光学传感技术监控心率,并在运动强度过大时提醒用户,从而使用户锻炼更加安全有效。
事实上,也有不少耳机品牌推出了具备心率监控功能的耳机。不出意外,这将会成为未来运动耳机的标配。以此为契机,耳戴式设备或许会在未来迎来医疗健康功能上的进一步扩展。
另一款耳戴式医疗健康设备——丹麦唯听(Widex)的Widex Moment入选了CES 2021创新奖。这款智能助听器首次采用双人工智能引擎改进助听器的实时性能,Widex Moment内置SoundSense人工智能,可以两种方式调整助听器设置。首先,它通过分析设置并指导用户进行一系列声音的A-B比较,从而了解用户喜欢听到周围环境的方式。随后,它从云存储的数百万个用户设置中收集相关信息,以帮助改进个性化侦听体验。
ZeroDelay技术采用了突破性的并行处理方式,将标准声音延迟从传统助听器的7-10ms大幅缩短到0．5ms,提高了一个数量级,从而为用户提供了在其他设备中无法实现的更高级别的清晰的自然声。
在最近火遍全球的游戏《赛博朋克2077》中,未来的人类都具备义眼功能,可对周遭人或物体进行分析获取数据,甚至从事黑客破解。在CES 2021上,这种“赛博朋克”科技也实现了突破。美国InWith在CES 2021上发布了智能隐形眼镜。InWith的工程师们将AR显示芯片集成到软性隐形眼镜中——目前,其他类似应用使用的仍是舒适性相对较差的硬式隐形眼镜。
InWith将固体组件和电路集成到软性隐形眼镜所使用的水凝胶材料中,使其在正常制造过程中提供一定的延展性。这一工程技术的突破不仅可以使隐形眼镜改善本身在眼科上的应用,如集成AR/XR视觉应用,为近视患者提供更好的视力;也可以为眼戴式可穿戴设备的制备提供极大的想象空间,比如将无创生物传感器集成到隐形眼镜中,提供持续的体征监控功能。
来自中国台湾省的ITRI则展示了基于可穿戴衣物设计的iSmartweaR。它使用可洗导电织物和非接触式纳秒脉冲近场传感(NPNS)技术测量心率和呼吸速率等生理状况。这一技术可以实现20cm范围内的无接触体征信号检测,摆脱了传统可穿戴衣物必须与用户皮肤保持接触的限制。这一产品已在医院夜间护理完成了临床验证,适合住院病人,尤其老年人的医疗保健及管理。这也将为智能医疗保健市场提供了新的商业机会。
基于类似无害低功耗雷达传感技术的iDarlingWeaR则是一项适合婴儿看护的可穿戴设备。它有助于保护婴儿免受婴儿突然死亡综合症和意外窒息等危险。护理人员和家长只需将设备连接到婴儿毛毯上,即可对婴儿进行连续心跳、活动和呼吸监测,并检测婴儿是否睡着,如果检测到异常则发出警报。
与其他婴儿监测技术不同,iDarlingWeaR并不需要与婴儿的皮肤直接接触,无论操作还是携带都很方便。根据临床验证,其测量的平均心率与传统医用设备结果偏差不到5%。除了婴儿家庭护理外,它还可用于产后和托儿中心,减轻了护理人员的负担。
与上述可穿戴方案相比,瑞士企业LMD(Leman Micro Devices)展示的V-Sensor传感器可能更有颠覆性。据称,这是目前唯一一款可以以医疗精度同时测量包括血压、血氧、呼吸率、心率和体温五种体征,无腕带设计且完全独立存在免校准的传感器。测量结果可以通过与手机联动,并通过LMD’s e-Checkup应用展示结果。
这个传感器开发历时9年。其表面有指尖形状的凹陷,MEMS压力传感器被包含在柔性树脂中。此外,V-Sensor还包含光学传感器、温度传感器和ASIC专用集成电路,用于体征信号的数模转换,以及维持传感器工作必须的基础及通信功能。在宣传视频中,用户只需通过手机指纹识别及无接触测量即可完成所有体征监测功能,功能十分强大。
它可以为临床医学提供医用级别的生命体征结果,且无需校准,使用户能够持续轻松检测自己的多项生命体征,如血压等。这对高血压患者而言至关重要,可以加大降低因此诱发的死亡。
这一传感器的问世意味着用户甚至仅需手机即可完成精确的多生命体征检测,意义十分重大。据LMD介绍,首批集成V-Sensor的智能手机将在年内问世。对于智能手机厂商来说,这将是其提升产品竞争力的杀手锏,一旦反响良好有可能会大规模集成。目前,智能手机在应用频率上的确要远高于可穿戴设备。或许,未来智能手机甚至有可能“革可穿戴设备的命”。
与此同时,LMD还与来自国内的两家物联网企业旻实智能、物奇科技合作,基于V-Sensor开发微型体征监测设备。这款大小仅有5cm×2．5cm、造型类似钥匙扣的设备将V-Sensor集成其中。用户可以轻松地将其连接到钥匙圈上、利用项链戴在脖子上或是直接放在手提包里。用户可以随时随地测量,并通过与手机联动,获取测量结果及分析。
数字医疗备受关注,有力应对疫情获认可
随着智能手机的普及,软件应用作为数字医疗的重要组成部分已经在全球范围内达成了共识。基于软件的数字疗法也成为了最近的风口。在以往,数字疗法并没有明确定义。作为数字疗法领域最大的行业联盟,数字疗法联盟在其报告中对数字疗法作了明确的定义。数字疗法(DTx)是一种基于软件程序的疗法,为患者提供循证治疗干预以预防、管理或治疗疾病。
数字疗法可以独立使用,也可以与药物、设备或其他疗法配合使用。这类产品结合了设计、临床验证、可用性和数据安全领域的最新成果,并由监管机构根据需要进行审查和批准。数字疗法需要为患者、医疗服务提供者和支付者提供智能和可访问的工具,以应对各种情况。
简单来说,在传统的体系中,病人根据医生开具的处方去药房获取药物。数字疗法则是将其中的药物更换为了某款app而已——当然,也可能是软硬件结合的产品。当然,严格来说,数字疗法是需要通过临床验证,并获得监管部门审批认可,才能称之为“疗法”。
数字健康包括技术、平台和系统,这些技术、平台和系统为消费者提供生活方式、健康和与健康相关的服务;捕获、存储或传输健康数据;和/或支持生命科学和临床操作。这些产品通常不需要临床证据或监管监督。
对于更多的,未通过临床验证及监管部门审批的软件应用,在DTx的定义中被称为“数字健康”。这些技术、平台和系统为消费者提供生活方式、健康和与健康相关的服务;获取、存储或传输健康数据并支持生命科学和临床操作,通常不需要临床证据或监管监督。
在CES 2021上展示的大量数字健康产品即属于这一类别。尽管如此,由于这一领域更新迅速,监管时常落后于现实。一些现有的“数字医疗”通过临床验证演变为正式的“数字疗法”也并非不可能。值得一提的是,由于数字健康产品不收地域限制,在应对新冠疫情带来的挑战中也展现了明显的优势。
EPSY旗下的同名抗癫痫应用获得了创新奖,可帮助癫痫患者跟踪和管理癫痫发作的因素,并督促患者按时服药。EPSY App可以记录每日药物和癫痫发作模式的任何变化,并详细了解癫痫发作的触发原因,以及个人情绪和其他因素(如饮食和睡眠)如何影响患者状况。这可以帮助医生分析患者病情并进行对应的治疗。基于新冠疫情的影响,癫痫患者较难实现面对面的就诊。通过这一应用,医生可以实现远程管理。
Toothpic与其合作伙伴飞利浦也共同获得了创新奖,这款app可以通过智能手机拍摄问题区域牙齿的照片,并发送给牙医。在使用定制的高分辨率图像查看图片后,牙医可以在不到24小时直接回复个性化诊断报告以及有关治疗方案、费用及相应的保险信息。坦白地说,这一app在创造性上可能略显不足,但在新冠疫情无法进行面对面口腔检查的今天,这个点子还是相当及时的。
FallCall Solution发布的Fallcall Detect专利技术结合了智能跌倒检测和全面的个人紧急响应系统(PERS)。目前,传统的跌倒检测精确度还存在不足,经常存在误报;与此同时,也不是每次跌倒都需要紧急帮助。Fallcall Solution这款与Apple Watch结合的app可以区分不同的跌倒,据此决定不同的处置方案。
在检测到可能导致危险的严重跌倒时,系统将自动通知急救服务;如果检测到不严重的跌倒,则只会联系用户预先指定的社区服务。如果考虑到美国较为昂贵的急救服务费用,这一方案的确可以帮助到用户。与此同时,由于减少了误报率,老年人也因此减少了由此导致的尴尬,从而更愿意使用监测服务。
过去三年,欧姆龙的创新重塑了传统血压监测仪的功能,为患者提供了在家全面了解心脏健康所需的工具,包括第一台可穿戴血压监测仪HeartGuide、第一台具有EKG功能的单一血压监测仪Complete。
在CES2021上,传统医疗器械巨头欧姆龙也展示了数字医疗转换的成果——OMRON Connect 2．0。这一手机应用将实现与欧姆龙旗下血压监测仪同步。此外,OMRON Connect 2．0还可以作为个人心脏健康助理,提供基于日常活动和生活方式的个性化见解,并通过一些激励手段来帮助用户改善心脏健康。
欧姆龙现在所用的HeartAdvisor和OMRON Connect将被整合到新应用中。欧姆龙旗下包括HeartGuide、Complete的联网血压监测仪,以及后续的血压监测仪系列,都将支持 OMRON Connect 2．0。OMRON Connect 2．0支持在Apple Health和Google Fit平台同步数据,以生成有关心脏健康、锻炼水平和睡眠质量的报告。用户可以选择安全地存储个人数据,也可以选择与医生共享。
韩国AI集中亮相,进展不容小觑
在CES 2021上,来自韩国的医疗健康企业表现较为突出。尤其在AI应用上,几家韩国企业展示了旗下的应用方案。从应用的成熟度和创新度来说,颇为可圈可点。
来自韩国的M2S是一家专注于数码医疗与健康保健领域内容研发的创新企业,旗下的VROR Eye Dr获得了CES 2021创新大奖。方案借助眼球追踪功能,结合M2S的AI算法可实现眼部状态测量,并运用测量数据追踪观察眼部健康状况,并可提供10种眼科与护理服务,而用户则可以通过移动应用程序在手机端以数字报告形式获取眼科检查数据。
同样来自韩国的iMediSync这展示了人工智能驱动的早期脑部疾病检测和治疗平台iSyncWave。这款具备脑图谱功能的设备包含了手机应用、云平台、AI驱动的脑图谱分析平台、远程医疗模块等几部分,可用于脑部疾病病早筛,如老年痴呆症、帕金森病、TBI、PTSD、多动症、抑郁症等患者可以较以往更为方便地在诊所和家庭进行治疗。它还可以促进早期脑部检查,以防止退行性神经系统疾病。
与传统的设备不同,iSyncWave使用特殊的干式传感器,不需要像传统脑电波设备那样使用凝胶,提高了用户体验。它还根据大脑映射结果提供被称为“光生物调节”(PBM)的个性化LED疗法。
脑电波随着大脑退化而整体减慢。这些临床前现象很难通过检查来检测。但人工智能(AI)技术可以通过深度学习来做到这一点。目前,使用脑图谱的AI技术已经可以发现阿尔茨海默氏症的脑电波,从而实现阿尔茨海默症早筛。这家来自韩国的企业已经在多个医院进行了临床实验,准确率达到90%以上,并已通过韩国KFDA认证。
只有想不到,没有做不到,五花八门的家居健康智能设备
从本次CES展示的生活健康产品来看,智能设备在家居健康中有着广阔的前景。在科技的加持下,从牙刷到镜子再到枕头,几乎每一种我们看来平淡无奇的家居用品都能实现健康用途。几乎可以用“只有想不到,没有做不到”来形容。
让我们先从客厅说起。我国香港地区的Aurabeat展示的新一代采用AG+技术的空气净化器。特别的是,这款设备可以对新冠病毒实现过滤净化,并通过了FDA认证。知名的MRIGlobal利用其专业认证实验室,使用新冠病毒气溶胶进行了两个独立的实验室测试。在气溶胶化测试中,该空气净化器运行15分钟后就可以完全清除新冠病毒。正因为此,这款产品备受关注。
特有的AG+技术提供了三层过滤器:首先是高效抗病毒H12 HEP***过滤器,采用正在申请专利的抗病毒配方,临床验证可消除≥99．9%的新冠病毒、一般病毒、细菌和霉菌,无需消毒剂即可成功消毒。第二层过滤器则可以捕获头发、纤维和灰尘颗粒。接下来的纳米晶体过滤器则可去除有害气体、甲醛、苯、挥发性有机化合物(200多样)和异味。
除此以外,它还提供紫外线消毒和等离子体消毒。紫外线消毒灯有助于消毒空气、过滤器表面和装置内部,以防止在移动设备或更换过滤器时发生继发感染。等离子体发生器则可以产生负离子以消除微生物。
接下来,我们再进入洗手间。
由于严重的新冠疫情,牙医诊所不得不长期关闭,常规的面对面牙科检查因此陷入停顿。口腔健康更加依赖于在家中的自我护理。该领域的领导者飞利浦发布了新一代的Sonicare 9900 Prestige,可以利用AI监测口腔健康和刷牙习惯,并根据刷牙时的按压力度动态调节牙刷振动强度,从而减少经常发生的使用按压力度过大对牙龈的伤害。
这款智能牙刷可以结合app使用,可以为用户提供每周、每月乃至每年的牙齿情况报告,并提供针对性的刷牙建议。当然,它并没有本末倒置,通过对刷毛角度进行优化,它号称对牙菌斑的清除能力是现有型号的20倍。
Baracoda的CareOS Themis互联个人智能镜子则是该公司连续第6年获得创新奖的产品。这面10英寸智能镜支持全方位的家庭健康和健康,包括心理健康、卫生和预防性医疗保健。能够提供从皮肤分析到每日温度检查、智能警报等所有内容。
虽然有些尴尬,但通常来说洗手间既是刷牙的地方,也是我们“减轻身体负担”的场所。知名卫浴品牌TOTO提出了健康马桶概念。健康马桶使用多种传感技术,当用户坐在马桶上时可借助皮肤的接触对身体状况进行检测;此外,健康马桶也可以同时对用户的大便采样进行分析。事实上,粪便检测可以提供丰富的健康数据,并能对部分癌症实现早筛。
不管是真正的身体反应还是其他原因,我们几乎每天都需要在马桶上度过一段时间,因此,这种方式可以持续实现健康检测。检测也不会困扰到用户,每个人都可以轻松地检查其日常健康,并在智能手机上的应用中查看其当前健康状态。
不过,这一概念尚需时日才能演变为现实。与此同时,相应的隐私法案也需要跟进。毕竟,这一技术也可能被不良老板或是保险公司用于采集个人健康状况从而做出一些不合适的行为。
最后,我们再进入卧室。ICON．AI带来一款内置谷歌Alexa语音助理功能的智能音箱。这款产品主要分为两个部分:其一是带有液晶触摸屏的5W扬声器。借助Alexa,这款智能音箱可以实现智能声音控制,包括播报天气、搜索YouTube及阅读Kindle电子书等。当然,也可以按你的要求在睡前来一段催眠曲。
音箱顶部设计了轻便的可拆卸指贴,可以轻松放入口袋。这一指贴只需60秒即可完成心率、血压、血氧功能、心电图等六项指标检测,一旦识别到生理异常或医疗紧急情况,它可立即提醒医院和家庭成员。其中的关键数据完全保存在设备本体存储,避免了数据隐私问题。当然,如果愿意,也可以将相关信息发送到智能手机和平板电脑,按照每日、每周或每月的频率与家人和医生共享,以便进行早期诊断。
DozzyCozy的AirCozy是一款有意思的互动智能枕头,它可以自动调整枕头高度以适应睡眠位置,比如侧睡和后卧。对于某些只能侧睡(出现肩部、手臂和颈部疼痛及麻木症状)、后卧或是侧卧的用户,如颈椎手术后患者、专业运动员和重视健康睡眠的人,这款自动调节的智能枕头无疑是个福音。
虽然市场上有很多枕头可以调节高度,但都采用手动调整。用户在睡着显然也无法手动调整枕头的高度以适应他们的睡眠位置——对于睡眠喜欢翻身的人来说尤为如此。AirCozy互动智能枕头通过自动调节解决了这个问题,以适应睡眠期间不同的睡眠位置,从而改善用户的深度睡眠时间。
WiFi可以做雷达,5G+LTE-M+NB-IoT全面推进,医疗健康物联网大跃进
Origin Wireless的Origin RPM获得了创新大奖。这是一款功能强大的Wi-Fi传感解决方案,旨在为护理人员提供有关患者或居民的可靠且有用的实时数据。这款创新解决方案在标准Wi-Fi协议上加入AI算法,通过Wi-Fi信号传感软件分析室内Wi-Fi信号的微小波动,从而推导出室内人或物的运动状况。
简单来说,我们可以将它类比为一套室内雷达系统。不过,其所采用的反射信号是常见的WiFi信号。作为世界上第一款使用无线AI算法的传感解决方案,护理人员现在可以无需使用可穿戴设备,或是安装额外的运动传感器和摄像头就可以监控患者的运动、活动、呼吸甚至睡眠。
一旦发现患者发生异常的行动,如跌倒,或是脱离病床,方案就会给出警示。护理人员可以及时赶到现场。与此同时,该方案结合医疗健康物联网也可对医院室内设备,如物流机器人等的运行状况进行跟踪分析及提示。
或许你会询问,这种解决方案真的有摄像头+人脸识别来得直接吗?不过,如果考虑到国外对于隐私的看重,甚至难以接受公共地区的监控摄像头和人脸识别,就可以理解该方案的优势所在——相比之下,该方案的私密性更好,防止了摄像头出现的隐私问题;相比可穿戴设备,它又可以让患者几乎无法感知设备存在。正因此,这一解决方案被认为是创新突破。
在2020年,我国物联网标准的制定获得了较大的突破,制定了高速5G、中速LTE-M及低速NB-IoT的全标准覆盖。无独有偶,在CES 2021上,不少品牌也发布了基于这些新标准的医疗健康物联网解决方案。
Essence在CES 2021上发布了革命性的PERS 5G系统,这是第一个基于5G的个人应急响应系统,已经获得了包括美国在内的多个国家和地区的专业认证。它可在家庭的任何房间实现实时无延时的活动监控、跌倒监测和语音功能。由于采用了5G CAT-M网络,它可确保最高级别的可靠性和准确性,让老年人及其家人完全安心。
Sequans则发布了新一代基于LTE-M和NB-IoT网络的通讯模组,将作为下一代医疗健康物联网设备的基础,比如,可穿戴的运动跟踪设备,到心肺监护仪、血压监测仪,再到睡眠分析设备等。
目前,在部分医用健康物联网场景,比如远程监控中,往往需要将传感器或整个监控设备通过蓝牙与手机相连,或是连接到家用WiFi中才能连入网络。这存在四个痛点:首先,设备不能独立工作,严重依赖智能手机或WiFi等局域网络;其次,这种方式网络配置复杂,每次更换网络需重新配置;再次,WiFi相对耗电很多,不利于物联网场景;最后,该方式未能实现物联网专网,存在安全性和可靠性上的隐患。
通过在医用健康物联网设备上加装eSIM及NB-IoT模组后,这些设备便可以直接连入NB-IoT网络。相比之前通过蓝牙与手机相连或是连接WiFi的方式,NB-IoT网络可以带来几个优势:第一,使用方便,智能医疗健康设备可独立使用;第二,专门为低功耗优化的NB-IoT通信模块功耗更低,续航时间更长;第三,电源及通信模块更小,可以有效降低设备尺寸和重量,应用于更新的场景;第四,作为物联网专网,NB-IoT具有更好的安全性和可靠性。
写在最后
在去年的CES报道中,我们就曾经指出,CES上参展的健康企业和解决方案正在迅速扩张,并预测CES 2021或许会更进一步迎合健康这一趋势。事实的确如此——当然,美国严重的新冠疫情在其中也起到了助力作用,使得公众更为关注健康产品。尤其是今年健康类的创新产品,多与应对新冠疫情有关。
总体而言,CES 2021上涌现出的大量健康产品在深度和广度上相比以往又达到了一个新高度,令人惊喜。尤其物联网及传感技术的进一步发展使得更多融合各种优势的智能产品开始出现并进化。与此同时,以软件为代表的数字医疗也在进一步吸引公众关注。未来,动脉网也将持续关注智能健康设备的发展,并为大家带来最新的报道和见解。
作者:陈鹏
