健康物联数据解析

一、健康物联数据解析

世界各国医疗卫生费用支出不断增长，医疗卫生费用在国内生产总值（gross domesticproduct，GDP）中所占的百分比不断增长，而且医疗保健支出增长快于整体经济增长，给财政带来了深重的负担。世界卫生组织（WHO）的统计数据显示美国2009年的医疗支出占到其GDP的17%左右，其他国家（如加拿大、法国和德国等）也都呈现上升趋势，如图3-7所示。世界各国面对医疗保健支出上升趋势，都在寻求一种创新的、低成本高效益的方法提供健康服务。健康物联应运而生，广大民众和医疗健康服务提供商越来越希望将健康物联融入全球医疗卫生系统。

在2012年8月17日“2012中国卫生论坛”上，时任卫生部部长的陈竺发布了《“健康中国2020”战略研究报告》。“健康中国2020”目标是以全面维护和增进人民健康，提高健康公平，实现社会经济与人民健康协调发展。“健康中国2020”指出“坚持以人为本，以社会需求为导向，把维护人民健康权益放在第一位，以全面促进人民健康，提高健康的公平性”，强调“预防为主”，实现医学模式的根本转变。

低成本高效的健康物联模式是提高健康的公平性和实现以“预防为主”医学模式的技术措施之一，健康信息化跨人健康物联时代。

移动通信技术、互联网技术和健康服务正在逐步走向融合，形成先进的健康物联服务。移动是指使用手机、平板计算机（pad）、个人数字助理（PDA）和其他移动终端，通过各种无线通信网络（包括移动无线网络和固定无线接入网等）接人到互联网中，进行话音、数据和视频等通信业务，实现交互式的健康服务。健康物联是移动、互联网和健康服务融合的产物，它继承和整合了“移动”随时、随地、随身和“互联网”分享、开放、互动的优势，将使健康服务从电脑延伸至手机、平板计算机和任何可移动终端上，实现医患沟通的飞跃。

健康物联是电子健康和远程医疗（telemedicine.telehealth）的新扩展，其目的是加强疾病管理和健康促进，使用户与健康服务者随时、随地、随身获得相关的健康信息（包括个人健康信息和医疗记录，健康评估，健康咨询，运动状况，健康跟踪和慢性疾病管理等）。

随着移动设备的迅速发展。患者和卫生保健服务者广泛使用移动计算设备，以获得最佳的健康信息和服务，保障信息服务的公平性，并将提高人们的健康水平。

因而，中国工程院院士、中国生物医学工程学会副理事长俞梦孙认为：利用物联网进行健康和疾病的管理，才能真正促进健康、消除疾病。

1.数据源和数据来源

健康管理是变被动的疾病治疗为主动的健康管理，达到节约医疗费用支出、维护健康的目的。如果说，谷歌眼镜（Google glass）带给人们的是一种提升生活品质的可选消费，在现代社会每个人都处于疾病的威胁之下，随着人们对自身健康的关注度提高，健康物联所承载的移动便携式医疗设备、可穿戴医疗设备有了更加广泛的需求基础，这些势必会成为将来必需的电子消费品。美国心血管权威专家托普（Eric J.Top01）在“无线医疗的未来”演讲中描绘着未来医疗，他指出，通过无线医疗可实现10类疾病的无线监测和管理，见表3-4。

人体佩戴或植入体内的生物传感器能够采集身体重要的生命体征信号（如温度、血糖、血压、血氧和心电信号等）、人体活动或状态信号以及人体所在环境、位置信息，这些信号传输到附近或随身携带的健康网关设备，经过处理，通过无线链路发送到后台服务中，由专业医生提供服务，从而实现对生命体征状况的远程感知。

由生物传感器组成的健康物联设备是直接面向用户提供服务的基础设备。所面向的用户健康状况具有多种情况，包括慢性病患者、康复患者、高危人群、亚健康状态人群、老年人等，甚至用户会出现多种健康状态的重叠，健康物联设备必须能够满足对这些用户的健康监护要求，提供定制化的服务。所以健康监护设备必须具有开放的特性，能够面向不同的用户健康状况提供定制化的监护能力。而这些健康物联设备则形成了数据采集的来源。

近年来随着物联网技术的发展，国外厂商研发了大量移动设备用于更加便捷、更加广泛的远程医疗。便携式医疗电子设备市场发展迅速，包括血糖仪、数字血压计、血气分析仪、数字脉搏和心率监视器、数字温度计、怀孕测试仪、透皮给药系统、透析系统和氧浓缩器等。也已经有部分设备可以通过无线方式通过互联网连接到医院。由于医疗电子产品使用的技术越来越复杂，为了确保包括医护人员、病患本人以及最重要的家庭用户在内的每个人都能安全有效地使用这些产品，需要保证产品的小尺寸、低功率、低成本、高可靠性、长寿命和高安全性。

为了扩大保健医疗市场，以美国英特尔为中心于2006年6月设立的非营利团体“康体佳健康联盟”（Continua Health Alliance）中。有非常多的电子厂商加盟，包括三星电子、芬兰诺基亚、美国IBM、美国摩托罗拉、荷兰皇家飞利浦电子（Royal Philips Electronics）、美国德州仪器（Texas Instruments）、夏普以及松下电器产业等。康体佳健康联盟活动的中心，是旨在确保健康设备相互连接性的措施。家庭用的体重计（身体组成计）、血压计以及计步器之类的健康设备，此前以设备单独使用的情况居多，几乎从不与其他健康设备及电子设备联动。康体佳健康联盟正力图大大改变这一状况。他们打算推出一种多台健康设备之间或者健康设备与电子设备之间、即使是不同厂商的设备也能相互合作。并可将测定的数据接入网络的机制，即“互联健康设备”。

2013～2014年，三星和苹果等公司利用其在消费电子产品上的优势，在可穿戴设备上积极加入远程医疗的元素，开展这方面的研究，使得健康物联、可穿戴等概念非常火热。

市场研究公司ABI Research的最新数据显示，与健康有关领域的产品具有广阔的发展空间。2011年应用到医疗电子领域的无线可穿戴健康传感器只有2077万台；2013年，这个数量冲破了3000万；而在未来5年内，此类设备将会增长到1.695亿台。

市场研究公司Transparency Market Research进一步指出，与其他可穿戴设备相比，医疗将会是其最具前景的应用领域，其次则是健身和信息娱乐行业。尽管现下谷歌眼镜、智能手表等可穿戴的信息娱乐产品十分火热，但它们仍处在样机或概念阶段，更多切实应用还是在医疗健康和运动健身方面。

随着与国际接轨的步伐加快，中国的可穿戴便携移动医疗设备的发展市场也相当可观。据艾媒咨询介绍，2012年，我国可穿戴便携移动医疗设备市场规模达到4.2亿元；到2017年时，该市场规模将接近50亿元。如此庞大的数据背后，既反映了个人医疗健康市场的广阔前景，更反映了在大数据技术支持下，“量化自我”观念也开始慢慢被国人所接受。

依据需求及市场定位的不同，健康物联设备可划分为：功能型移动健康采集终端（简称健康采集终端）、移动健康应用终端（简称健康应用终端），复合型移动健康终端（简称复合健康终端）和智能型移动健康终端（简称智能健康终端）E33。

1）健康采集终端

健康采集终端是具有通信功能而专注于采集一种或几种体征数据的终端。

健康采集终端是具备无线通信功能的专用健康信息采集设备，具有相对固定的功能和较低的运行环境要求。它的软硬件系统较为简单，更多地使用嵌入式芯片及嵌入式操作系统，因此其成本低、功耗小，通过传感器实时采集人体的各种生理数据，并将数据上传存储。

常见的健康采集终端主要有带WiFi、GPRS、3G等模块的血压终端、心电图终端和体重终端等。健康采集终端还刚刚起步，市场上成熟的产品不多，但可以预测在未来移动健康监护中将得到广泛应用，并将影响移动健康的发展。

2）健康应用终端(https://www.daowen.com)

健康应用终端是在智能手机和平板计算机上安装了健康应用软件的终端。

智能手机及平板计算机采用基于精简指令集计算机（reduced instruction setcomputer.RISC）的ARM架构，在保持性能的同时降低了功耗，加上高配置、触摸屏、摄像头、大屏幕等硬件，已经成为名副其实的掌上计算机。

智能手机和平板计算机加载了开放的应用程序接口（API），使健康应用能够更好地与操作系统及底层硬件整合，提供第三方健康服务应用，性能表现尤为出色。

通过健康应用终端可以在健康网站上挂号、药品查询、疾病咨询、获取各种健康服务信息、存储健康信息和健康管理等，从而方便了人们看病就医。由于目前应用的软件大部分是免费的，健康应用终端投资较少，因而得到较广泛的应用。但是医院缺乏体征数据的采集，其主要功能和互联网健康重叠，其应用也受到一定的限制。成也萧何败也萧何，正因为缺乏经济利益驱动，成功的案例不够多。

3）复合健康终端

复合健康终端是数据采集器和健康应用终端的组合。

数据采集器采集体征数据，通过有线或无线将数据传输到健康应用终端，由健康应用终端将数据传输到健康云，进行存储和处理等。复合健康终端集成了健康数据采集和健康应用功能。由于复合健康终端是在用户熟悉的智能手机基础上加载应用程序，仅需增加数据采集器，就能实现健康监测，不仅功能强劲，而且扩展成本较低，受到年轻一代的青睐，成为目前市场的热点之一。但是年轻一代需求不突出。仅作为一种高科技的时尚应用。

目前，复合健康终端的相关产品较多，典型的应用如智能手机通过USB或蓝牙与数据采集器组成复合健康终端，如iPhone和iPad和血压计组成复合血压终端等。

4）智能健康终端

智能健康终端是复合健康终端的一体化健康终端。

世界人口正快速老龄化，2000～2050年之间，全世界60岁以上人口的占比将翻倍，从11%增长至22%。预计在同一时期内，60岁及以上老人的绝对数量将从6.05亿增长到20亿。我国的人口已面临老龄化的巨大挑战，老年患者多以慢性病为主，病程长，恢复慢，护理量大，居家护理是满足老年人健康需求的有效途径。

中老年人的医疗保健需求旺盛，健康服务量大，因为智能手机操作相对复杂，使用智能手机较少。因此，让中老年人直接使用复合健康终端有一定的困难。他们需要操作简单方便的一体化健康终端。一体化的智能健康终端是既具有健康采集的功能，又具有健康应用功能的专用健康终端，为老年人自我健康管理和健康监测提供了便利。

智能健康终端的成本比复合健康终端高（增加了手机部分的成本）。但是，随着人们生活水平的提高，在经济条件许可的情况下，中老年人更乐意使用智能健康终端。目前市场上智能健康终端产品少见，但是有广阔的发展前景。

2.常见数据类型及其处理

通过健康物联设备的数据采集和健康相关的应用记录，其常见的数据类型主要包括以下两类。

1）生理体征日志类数据

其特点是通过专用级医疗设备（也有部分家用保健类设备），可直接采集的数据主要为生理体征类数据，包括心电、血压、心率、血糖、血氧、体温、睡眠等数据。

生理体征数据的采集使医生能够远程了解人们的健康水平和慢病控制情况，及时干预从而保障人们的健康。

2）运动及睡眠监测类数据

其特点是通过电子消费类设备，如美国UPTM by Jawbone＠及Fitbit等手环，是穿戴式设备与智能手机应用程序相结合的产品，国内目前也有多类相似设备，可跟踪人的活动和睡眠状况，并激励人们多运动、改善睡眠和饮食状况。通过与应用程序结合使用。可跟踪佩戴者的步数、距离、消耗的热量、步幅、强度级别、活动和非活动时间、GPS路线及更多信息。给手环设置程序，以便在长时间不运动时通过振动来提醒开始运动，可以控制时间间隔和时间段。将手环调至睡眠模式，还自动跟踪佩戴者的睡眠时间、深睡眠和浅睡眠、起床时间及总体睡眠质量。

通过对以上数据的采集、处理。可以很好地解决健康管理遇到的困难和问题，实现数字化健康管理（智能化远程医疗）。智能化远程医疗为患者提供实时动态健康管理服务，为医生提供实时动态的医疗服务平台，为卫生管理者提供健康档案实时的动态数据，并将三方有机结合在一起。它是一种闭合的循环系统，由三部分组成。一是自我健康管理（健康教育、健康记录等）；二是健康监测（包括健康指标检测，如血压、血糖、血氧、心电等，智能健康预警，查看居民健康档案，查看健康常识与健康指导等）；三是远程医疗协助（包括用药指导、膳食指导、运动指导、慢性病例等）。它们相互作用，环环相扣，保证了对个体健康的全程监控。

全程监控的实现在数字化健康的管理理念及原则中体现得淋漓尽致。一是细粒度，就是针对不同人群提供个性化的健康解决方案；二是新概念，它使专业医疗走进家庭，干预潜在健康危机，由被动治疗转为主动健康管理；三是全方位，通过体检、评估、预防、干预、咨询等多种方式对民众的健康进行全面管理；四是多途径，通过网站、电话、邮件、语音、视频、现场等多种形式实现与全科医生、医疗专家的无缝沟通；五是全周期。即贯穿终身的健康档案及各项健康管理服务；六是高科技，利用远程家庭健康设备和领先的IT技术，使人足不出户享受专业医疗健康服务；七是高品质，智慧医疗是物联网研究的重要领域。它利用传感器等信息识别技术，通过无线网络实现患者与医务人员、医疗机构、医疗设备间的互动。

感知健康服务模式是智慧医疗的一个缩影。首先选定目标客户，通过健康体验和远程监控等手段全面搜集健康信息，建立健康档案。其次对健康档案进行健康评估和风险预测，如果监测结果是健康群体，那继而对其进行健康维护；如果是疾病风险族则进行健康促进方面的教育；如果是疾病群体，则组织就医服务。三是根据监测的不同结果，采取健康监测、再评估、干预、健康跟踪、预警、教育、自主管理等方式进行健康服务。最后，当检测、干预等过程结束后进行健康档案的更新与管理。

理想的健康医疗模式应以人为中心，满足不同人的不同层次的医疗卫生健康需求，以健康管理为抓手，实现“预防为主、防治结合”和“小病在社区，大病在医院，康复回社区”，从而使医疗资源有效利用，提高服务水平，缓解“看病难，看病贵”的问题，相信健康物联网的利用定会让人们越来越靠近这个目标。