2014年5月27日

物聯網在健康醫療與照護之應用

疾病預防和健康照護為醫療服務趨勢,物聯網技術可以幫什麼忙?本文介紹現有技術及發展趨勢,從了解到懂得選擇適合的設備守護我們的健康。

作者/吳世琳(任職長庚大學資訊工程學系)、王惟溫(就讀長庚大學資訊工程研究所)


隨著資訊科技的進步,它在醫療與照護上逐漸扮演重要的角色,也成為產業及學術研究近年來的熱門議題。

「健康是每個人最大的財富」,這句至理名言道盡現代每個人的心聲,但背後卻也暗示著健康將會是未來全球社會最重的負擔與危機。此趨勢與現象不僅使許多專家學者認為「健康照護」方面的研究應該要排在優先順位,也激發了健康科技產業的商機與錢潮。

2009年由IBM提出「智慧地球計畫」(Smart Earth),被美國總統歐巴馬視為國家戰略,投入大量資源在資訊化醫療照護專案。另外在中國大陸的第十二個五年計畫當中,也將智慧醫療照護放入主要推行項目之一。國外科技大廠看到此龐大商機,紛紛開始投入此產業,如:Intel於2005年首度描繪該公司在未來數位健康產業發展的佈局;飛利浦則以「讓醫療行為走出醫院走向家庭」為新產品研發目標,開發出多款的攜帶型健康電子產品,促使家用健康電子科技產品迅速竄起。

目前設備及技術可分為「隨身健康照護」(mobility healthcare)及「居家照護」兩大類。基本上來說,隨身健康照護設備較方便攜帶,可隨時隨地量測記錄,缺點是電池供電;居家照護不需配戴任何東西,使用上較舒服,但須在固定範圍(例如居家或醫療服務機構)量測記錄。以下將分別說明隨身健康照護與居家照護的設備與技術。

隨身健康照護
健康意識的抬頭,人們時常注意自己的生理狀況,透過各種不同的生理訊號紀錄與追蹤,輔助使用者進行運動健身、健康促進、疾病早期偵測、病況維持或治療。但是傳統的生理資訊量測大多屬於定點量測,缺少即時性及連續性,無法隨時隨地觀察到自己生活當中的健康變化。而結合物聯網的新一代健康照護概念讓人們不需要到特定的地點才實行生理資訊量測的行為,而是將此行為提升至無所不在的境界,也就是隨時、隨地皆可進行。同時,因感測器硬體科技的進步,穿戴式測量裝置的發展成為近年來醫學工程領域相當重視且努力發展的目標。經由這類裝置可即時且不間斷地量測與記錄各種生理訊號、身體姿態等,並傳輸至資料處理裝置與遠端資料庫中處理與儲存,而不讓人們感覺有過多的負擔,進而組成所謂的生理感測網路(body sensor network)。

生理感測網路主要由三個環節所組成,第一是感測器,分為體內植入式(inbody)、體外配戴式(on-body)與體外測量式(off-body),主要功能為偵測即時生理資訊(表一);第二是匝道器(gateway),如手機或具有處理及通訊能力的裝置,主要功能為儲存感測器收集到的資訊,並將資訊處理過後透過有線或無線方式傳送至生理資訊資料庫;第三為生理資訊資料庫,此資料庫的功能為紀錄個人生理資訊,並將有用的生理資料篩選出來。以下將介紹幾項穿戴式測量裝置在物聯網當中的應用。
在運動健身方面,Adidas 推出一款名為miCoach X-Cell 的感測器(圖一),它可以利用彈性束帶固定於人的胸前,偵測人的動作加速度、彈跳力、心跳以及運動時間,並透過藍芽傳輸技術將資訊傳送至使用者的智慧型手機內,如此一來,使用者便可利用手機內的特定App 查看自己的運動狀況及身體狀況。
圖一:X-Cell 感測器示意圖。
(長庚大學資訊工程學系高速網路實驗室提供)

圖二:美國普羅透斯數位健康公司Raisin 系統示意圖。
(長庚大學資訊工程學系高速網路實驗室提供)

在用藥管理方面,美國普羅透斯數位健康公司(Proteus Digital Health)開發了一套名為Raisin的系統。它將對人體無害的感測器嵌入藥丸當中,當使用者將藥丸吞入後,感測器將會自動開啟電源,並傳送此顆藥丸的資訊給手機,這樣使用者便可以知道自己每日用藥的攝取量(圖二)。此技術的發展可以避免以往忘記用藥或用藥不當的行為,以促進與保護人們的身體健康。......【更詳細的內容,請參閱第534期科學月刊】
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延伸閱讀:
1. 吳世琳等,〈Oh My Guard健康促進平台〉,行動計算研討會(Mobile Computing),2013年。
2. IBM智慧城市概念:http://www-07.ibm.com/tw/dp-cs/smartercity/overview.html?re=sph,2014年。
3. Villasenor, J. F.,〈可穿戴裝置發展加速 醫療保健步入物聯網時代〉,《新通訊元件雜誌》157期「技術前瞻」,2014年3月號。
4. 鍾乾癸等,〈銀髮族優質照護服務創新計畫以長庚養生村為例〉,生物醫學工程科技研討會,185頁,2008年。
5. 鍾乾癸、吳世琳、林仲志、謝萬雲等,〈個人化銀髮族健康照護服務〉,醫學工程年會,2008年。

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