可穿戴设备

电子技术

ElectronicTechnology

电子技术与软件工程

ElectronicTechnology&SoftwareEngineering

医疗领域中的可穿戴式设备

杨永生李建华

(上海健康医学院上海市201318)

摘要：本文从可穿戴式设备的特征分析入手，介绍可穿戴式设备的分类，研究可穿戴式设备在健康医疗领域中的应用优势，并指出

在应用过程中存在的挑战和未来的发展趋势。

关键词：可穿戴式设备；健康医疗

在以往的医疗照护服务体系中，将医院作为服务体系的中心，

患者往往需要依赖医院的先进设备进行诊疗，达到治疗疾病的目的。

近年来，在现代通信技术的驱动下，传统的医疗照护服务体系从根

本上发生了改变，由“以医院为中心”向“以患者为中心”过渡，

将医院的资源进行合理的分配，关注患者的院前预诊和院后的康复

检测工作[1]。在新型的医疗照护服务体系下，可穿戴式设备凭借着

其便携性、智能化的特点，突破了传统的思维界限，在健康医疗领

域具有强大的应用潜力。本文简要介绍了可穿戴式设备的分类，对

可穿戴式设备的应用优势进行分析，同时列出了应用过程中存在的

挑战和未来发展的趋势。

1可穿戴式医疗设备的分类

可穿戴医疗设备（wearablemedicaldevices)在软件支持下，

可以感知、记录、分析、调控、干预甚至治疗疾病或维护人体健康

状态[2]。它通过集成不同种类的传感器、柔性元件、通信模块、微

处理器，可以实时采集心率、脉率、呼吸频率、体温、血压、血糖、

血氧等人体体征数据，让生命体态数据化，满足健康医疗领域的相

应需求，发展前景广阔。据调查[3]，可穿戴式设备可以根据功能和

佩戴的位置进行分类。

1.1按功能分类

图1展示了可穿戴式设备按功能进行的分类。从图中我们可以

了解到，可穿戴式设备当前主要的应用领域为健康医疗和运动健身，

健康医疗占据着主要地位。可穿戴设备可以实时检测用户的生命体

征数据，让用户了解自身的健康状态，及时作出应对策略，提高身

体素质。这也从侧面反映出了可穿戴式设备在健康医疗领域有着强

大的应用潜力。

1.2按佩戴位置分类

图2展示了可穿戴式设备按佩戴位置进行的分类。从图中我们

可以了解到可穿戴式设备可以分为手部穿戴类，头部穿戴类，下肢

穿戴类，躯干穿戴类[4]。由于人体手腕是最适合用于穿戴的部位，

可以持续性的检测人体基本信息，所以手部穿戴类设备更容易被大

众所接受，而且其具有方便，轻巧、智能化的特点[5]。

2可穿戴医疗设备的应用优势

随着人们生活水平的不断提高，健康意识不断加强，人们开始

追求个性化的医疗服务。但是由于人口基数大，国内公共医疗体系

不完整，优质医疗资源基本上都集中在大城市，导致医疗信息资源

不通畅，无法共享，人们不能及时地发现身体内存在的隐患，未能

作出应对措施，增大了医疗服务系统的负担。与传统医疗设备相比，

可穿戴式医疗设备凭借着其先进的通信技术、电源技术、传感器技

术、医疗芯片技术、显示技术，在健康医疗领域有着其他医疗设备

无法比拟的优势：

2.1实时检测

可穿戴医疗设备能够实时检测用户的身体状况，测量出用户的

身体健康数据，帮助用户了解身体情况以及隐患并及时作出反应，

比如测量血糖血压，来反映用户每一餐的饮食健康情况，并在下一

餐做出健康的调整。在运动过程中，可穿戴式设备可以随运动状态

的变化实时测量出身体参数，经过后台数据的分析整理后，指出该

段时间内运动状况存在的缺陷，并结合用户自身的身体情况，制定

出更加健康的运动方案。既节省了医疗开支，也能够自己解决身体

的小毛病，为健康检测提供了条件，全面提升了用户的健康水平，

同时也降低了用户的使用成本和时间成本。

2.2不受空间限制

在以往的医疗服务体系中，要想采集人体的基本生理数据必须

要前往定点医院或者卫生医疗机构，受到很大的地理因素限制，增

加了医疗卫生系统的压力，可穿戴医疗设备完全摆脱这种地理因素

空间的限制，让用户可以不需要去医院的前提下，可以在家方便地

采集个人生理数据信息。与此同时，可穿戴医疗设备还可以将这些

生理数据传输到云端或者智慧医疗平台中进行存储，利用大数据分

析技术，让数据可视化，以图表的形式让用户生动形象的了解自己

身体的健康状况，提高了用户的健康服务质量[6]。

2.3降低医疗成本

•基金项目：2020年上海市大学生创新创ik项目。

100

电子技术与软件工程

ElectronicTechnology&SoftwareEngineering

电子技术

ElectronicTechnology

一方面，经过医生的初步诊断并提供治疗方案后，可穿戴医疗

设备能够帮助医生了解患者治疗后的健康恢复状况，让医生对相应

的诊疗方案有了更加清晰的认识，加快患者疾病的治愈。另一方面，

患者还可以通过数据的改变观察一段时间内身体的状态，做出应对

策略，进而选择健康的生活方式，避免看急诊和住院治疗，减少就

医次数，节约医疗资源。可穿戴式医疗设备在降低医疗费用、提高

生活质量上产生了重大影响，大大降低了医患两方的治疗成本。

3应用过程中存在的挑战

3.1数据准确性

可穿戴式设备在不同环境下测量到的人体数据是不同的，与专

业检测仪器相比，测量出的数据准确率相对较低。以运动手环为例，

它给出的人体每天所消耗的卡路里，是根据手臂的摆动次数，近似

算出每日的步数，然后再结合用户在注册时所填入的体重数据和身

高数据，最后换算出人体每日消耗的卡路里。这里实际消耗的能量

与测量出的能量是不相符的，存在较大的误差，以至于系统给出的

相应运动建议不能真正做到切合实际，在未来的发展中还存在很大

的挑战。

3.2数据安全及隐私保护

大多数的可穿戴式设备通过蓝牙或Wi-Fi等无线通信技术进行

数据传输，在个人身体参数信息传输到数据终端的过程中，需要连

接到互联网络，这就使个人的隐私数据存在泄露的风险，这只是其

中一方面；另一方面，当我们的生活数据被可穿戴式设备记录下来

之后，这一连串数据会永久存储在某家公司的服务器上，当服务器

受到黑客攻击或管理人员非法利用时，这些数据会成为突破口，对

人们的生命财产安全造成威胁。例如，在某届黑帽安全大会上，研

究人员远程通过网络攻击胰岛素泵，进而控制患者胰岛素用量，从

而威胁患者生命[71。

3.3监管保护力度

可穿戴医疗设备是时代的新产物，缺乏全面性、系统性、专门

性的法律体系保护，政府相应部门的监督和管理机制不完善，不易

管理[8]。虽然我国已经出台了一系列政策来应对这一新鲜事物的发

展，但是由于可穿戴式设备采集到的数据边界模糊，没有相应的规

范，影响了相关法律的实施效果。而且，由于可穿戴式设备的市场

不够成熟，产品没有经过长时间的考验，对于大众所期望的目标还

有较大距离，因此，加大对可穿戴式医疗设备的监管保护力度，建

立完善的信息安全防护体系，十分有必要。

4可穿戴设备未来发展趋势

4.1产品聚焦化

任何产品的设计都是为用户服务而存在的，未来的可穿戴式医

疗设备应更加注重于具体的人群或功能，能够精细划分应用市场，

为用户提供专业化的服务产品。虽然目前可穿戴式医疗设备呈现磅

礴的发展态势，在全球各大厂商的推动下，涌现出了很多产品，但

是这些产品大多数功能相近，设计者更像是追求设备本身的价值，

没能够在用户身上细化需求。未来的可穿戴式医疗设备应该摆脱作

为手机等智能工具附属的尴尬境地，为不同的专业需求进行集中定

制，比如为糖尿病患者服务的专业化可穿戴式产品，能够实时检测

用户体内的血糖含量，在用户进食时提供合理的健康膳食建议，或

者用药时间的具体规划[9]。可以想象到，未来具有不同需求的人们

在可穿戴式设备的帮助下，便捷地实现自己的身体或精神上的需求，

享受它们带来的便利化生活。

4.2数据集成化

随着移动医疗服务平台技术的逐渐成熟，未来的可穿戴式设备

必将实现数据的集成化，人们的医疗数据可以实现互通共享。未来

的可穿戴式医疗设备应该具有一个应用平台，患者可以查阅自己的

数据，对自己的身体信息有一定的了解，并且借助这个平台，实现

对曰常生活的健康管理，减少慢性疾病的发病率和提高身体素质；

医生在一定条件的限制下，也可以对患者的部分信息进行查询，帮

助实现疾病的诊断和预防等等，节省了医疗开支，降低医疗成本。

而且，网络时代的云端技术也为可穿戴式设备提供了广阔的发展空

间，可以建立大数据分析系统，建立基于用户，云端，医疗机构三

位一体的大数据分析与共享系统，开辟医疗数据的信息化与社会化

的管理模式[K)]。

4.3设计个性化

由于可穿戴式设备依附于人体的某个部位，在实现具体功能的

同时还要兼顾用户的外观需求，满足用户的个性化审美要求。可以

说，未来的可穿戴式医疗设备既要考虑健康监测，又要在舒适性、

美观性等方面得到用户的欢迎。比如苹果产品之所以受到大众的喜

爱，很大程度上得益于他的设计简约大方、经典美观，能够满足用

户对于美和时尚的追求，就像时装一样在气质层面给人加分[111。目

前大多数可穿戴式设备佩戴舒适性较低，与传统设备相比，还存在

发热、穿戴障碍等问题。未来可穿戴式医疗设备的设计应该融入到

用户的日常生活当中，尽量让用户感受不到它们的存在，甚至在睡

觉的时候都不取下来，给予用户全天性的舒适感。另外还可以与世

界上一些大品牌的时尚公司合作，融合他们的时尚元素，帮助可穿

戴式设备更快地融入市场，在用户基数增长的前提下，不断吸取用

户评价，改善设备的性能，更好的服务社会。

5结语

随着大数据时代的到来，可穿戴设备对医疗健康领域的发展具

有非常重要的推动影响和作用。与传统医疗设备相比较，可穿戴式

设备由于其独特的实时性、便携性、智能性、交互性等优势，在医

疗健康领域具有非常广阔的应用，最终必将能够帮助人们提高身体

健康素质，贏得大众的喜爱。虽然现阶段在探索过程中面临着诸多

挑战，但我相信任何挑战和机遇都是并存的，随着科技的不断发展、

可穿戴技术的不断提高，它会大大改善人们的生活方式，帮助人们

走向科技新时代。而我们现在要做的就是不断挑战和解决新的难题，

科技发展的潮流是不可阻挡的，可穿戴式设备拥有光明的未来。

参考文献

[1]寿文卉等.可穿戴及便携式设备在健康医疗领域的应用分析

[J].互联网天地，2015(8):26-32.

[2]石用伍.可穿戴医疗设备的研究进展[J].医疗装备，2018.

31(5):193-195.

[3]蒋小梅等.可穿戴式设备分类及其相关技术进展[J].生物医

学工程学杂志，2016.33(1):43-48.

[4]韦哲，薛翔，吕克难.可穿戴设备在医院诊疗中的应用研究进

展[J].中国医学装备，2017.14(8):170-173.

[5]谢凌钦，石萍，蔡文杰.可穿戴式智能设备关键技术及发展趋

势[J].生物医学工程与临床，2015.19(6):635-640.

[6]蒋玉波，赵小妹.医疗健康领域可穿戴设备应用研究[J].锦

州医科大学学报（社会科学版），2019.17(03):54-57.

[7]刘金芳.可穿戴设备的信息安全风险及我国应对建议[J].信

息安全与技术，2014.

[8]黄尤江等.医疗大数据的应用及其隐私保护[J].中华医学图

书情报杂志，2015.24(09):43-45.

[9]宋博林.可穿戴设备的现状和未来发展方向概述[J].硅

谷，2014(8):9-10.

[10]李延军，李营辉，余新明.穿戴式健康监测设备的现状与未

来[J]•航天医学与医学工程，2016.29(3):229-234.

[11]秦钦等.可穿戴设备的现状及未来发展方向[J].南京医科大

学学报（自然科学版），2017.37(2):149-153,230.

作者简介

杨永生，大学本科学历，数据科学与大数据技术专业。

李建华，研究生，讲师，数据科学与大数据技术专业。

101