互动科普

管控健康：可穿戴设备的未来

至少在中国，可穿戴设备的未来不是倡导运动，而是通过管控健康以改善医疗。

本刊记者 刘洋.

“如果没有问题又要解决问题，数据就是最好的钥匙，”张冰体会到这句话的含义是在2004年。当时，他刚刚结束进修，回到清华大学西操场旁的办公室。作为一名“非典型”的体育老师，张冰热爱科技甚至胜过运动，这使他成为清华大学体育与健康科学研究中心的主任。

那一年的清华大学正在体育界刮起一股旋风。在当年的雅典奥运会上，来自清华大学跳水队的劳丽诗成为体教结合培养出来的首个学生奥运冠军。跳水是中国竞技体育最具压倒性优势的项目之一，在截止2004年的6届奥运会上，中国在该项目上一共获得了20枚金牌。

对于这项运动，当时的观众已经知道关键因素就是跃起的高度、翻腾的速度和入水的角度，它们分别可以带来更长的滞空时间、更难的空中动作和更小的入水水花。但同时，很少有人知道如何增加跃起的高度、如何提升翻滚的速度、如何保证入水的角度，也很少有人知道优美的空中动作取决于身体的两个轴——双臂伸展形成的横轴和笔挺站立时的竖直对称轴。

“最难的是，必须用有限的训练时间让学生运动员达到与专业运动员相同的竞技水平，”张冰回忆说，尽管当时中国的跳水成绩已经领先世界，但针对这项运动的理论研究在数量和质量上都还远不能满足训练的需求。同时，跳水也与田径等绝大多数运动存在极大不同：即便是十米跳台，一次动作的完成也只需要短短几秒钟，很多时候人们甚至还没来得及仔细观察运动员的动作，比赛就已经结束，“因此，解决办法只能是依靠科学和数据”。

从此，每位运动员在训练时都会在身上安装十几个感应器。每当他们腾空跃起，跳板上的感应装置就会根据形变大小记录力量变化，水池周边的30几个摄像头则会通过运动员身上的感应器，将后者在几秒钟内的体形变化量化为一连串数字。借助所有这些数字，教练会安排接下来的力量训练和技术训练。

“这就是可穿戴设备的最初应用，”张冰的办公室曾是北京市第一个室内游泳馆，而今泳池部分已被改建成“马约翰纪念馆”。作为清华大学体育教学思想的奠基人，马约翰曾用4年时间系统记录清华大学师生的体质数据，这些数据后来被协和医院借来分析中国人的体质。“未来，我们可以更简单地完成这些工作，”张冰说，“这就是借助可穿戴设备”。

在用物联网量化世界后，人们希望可以借助可穿戴设备量化自我。这场运动始于2007年，加里· 沃尔夫（Gary Wolf）和凯文·凯利（Kevin Kelly）当时发起了“通过自我追踪进行自我认知的开发者和用户兴趣小组”，两人提出，科技的进步将能帮助人们更好地了解自身。随后，科学界和工业界的发展不断与二人的预言重合，尤其是当可穿戴设备诞生后，人们相信一场革命已经风雨欲来。

尽管如此，可穿戴设备还是在今年遭遇到了一个小低谷。在建立了一个拥有2 000万人的网络社群后，耐克意外宣布将集中精力开发基于智能手机的应用，而非价格高昂的Fuelband设备，这意味着诞生在谷歌眼镜之前，且曾风靡市场的耐克“手环”将告别市场。但历史很快就会证明：这段插曲的出现不是因为概念不合时宜，而是因为定位有失精准——至少在中国，可穿戴设备的未来不是倡导运动，而是通过管控健康以改善医疗。

最好的时代

过去150年是医生的黄金时代。尽管在有些方面，他们的工作已经重复了几千年：给患者做检查，然后诊断疾病，开出药方，从而让病人恢复健康。别人延长生命是为了工作，医生却将延长生命变成了自己的工作，这让这个行业显得新颖而崇高。随着科技的渗入，医生的工作变得更加强大也更富效率：过去150年，全球人口平均寿命几乎翻了一番。

当然，医生的回报也同样显著。在美国以外的发达国家，非专科医生的收入大概是普通工人收入的两倍左右，而美国专科医生的收入甚至可以达到美国平均工资水平的10倍以上。更重要的是，工人大多会随着年龄增长而失去绝大部分甚至全部劳动能力，但身穿白大褂的医生很少经历这些苦恼——对很多病人而言，医生的满头银发简直就是信誉卓著的代名词。

不过现在，至少有两种力量的增强将阻碍人们继续这一过程。

一方面，人口增长和保健需求的激增，将极大刺激对医生的需求。中国几乎所有城市都在经历快速的老龄化，而老年人的得病率是青年人的2~3倍。如果继续用传统手段应对这些需求，所需的医生数量将是一个天文数字。乡村一体化不但未能帮助基层医院成长，反而导致了后者的萎缩，大家更愿意到三级医院看病。

三级医院因此早已不堪重负。但另一方面，即便在医疗水平最高的国家，医生应对慢性病的成绩也差强人意，尽管它们与很多严重疾病密切相关。现在，仅中国就有2.6亿慢性病患者。很多时候，这些病人会在药品广告中看到这样的提示：“使用前请咨询专业医生。”但医生又通常会给出这样的回答——“先用用看”。

这并不讽刺，因为不同个体对同一药物的反应千差万别，肝肾功能、健康状态、既往病史、过敏史、遗传因素都会影响药物的药效，但医生们通常都无法获得准确决策所需的全部信息。于是，多数国家在过去十几年中见证了一个严峻的事实：医疗需求的上升速度远超医生数量的增加速度，人们确实因技术进步活得更久，但也因寿命延长病得更重。

这些挑战正是医生需要的，“我发现我们正身处最好的时代，因为改革还在继续，研究从从未停止。”2008年，中山大学附属第一医院检验系主任姜傥赴哈佛大学研究肿瘤分子信号；仅仅两年后，她就意识到离开绝非正确的选择，她很快回到中国继续工作。又过了两年，谷歌眼镜横空出世，可穿戴概念的兴起让包括姜傥在内的人们开始相信，信息化带动的革命真的正在到来。

用互联战胜距离

信息化大举介入医疗的历史并不短暂。医院内部的数字系统、各种诊断的量化指标以及通过人体切片制作成的虚拟人（先要选取一具尸体，将人体切成非常薄的片，每切一次片，都会利用数码相机和扫描仪对已切片的切面进行拍照、分析，之后将数据输入电脑，最后由电脑合成三维的立体人类生理结构），都能代表当时医疗信息化的最高成就。但可穿戴设备仍然让人感到兴奋，因为它让病人主动参与到健康产业的构建中，繁重的医疗产业因此将赢得新生。

对医生而言，由于将健康管理交给了智能化程度不断提高的现代设备，他们也终于可以从琐事中解放出来，能集中精力做该做的工作。当消费者主动购买产品，并怡然自得地进行自我监测时，医生至少在两个层面获得了益处：一方面，他们可以得到权威准确的实时健康数据，可以较早开启医疗过程；另一方面，他们也不必再为获得这些数据进行冗长无效的沟通。

做了14年手机研发的李承志就偶然看到了这个机遇。李承志一位医生朋友的儿子患有I型糖尿病，这类患者因为先天胰岛功能缺失而根本无法摆脱糖尿病。由于糖尿病可能引发神经、血管和肾的病变，他们必须在每天的5~7个固定时点采集血糖数据，以保持血糖水平。

2012年的一天，李承志正和这位朋友吃饭，小朋友又打来电话汇报血糖指标。一个成功的医生无法帮助至亲减轻痛苦，这位朋友的落寞可想而知。就像每个创新故事一样，从未涉足医疗产业的李承志给出了解决方案：“干脆我给你做个App吧。”3个月后，由于生物传感器制造商三诺生物的介入，这个创意从1款软件变成了1个可以通过耳机插口连接智能手机的血糖仪。这样，医生就可以第一时间知道病人的血糖信息，这就是互联的开始。

李承志选择切入的是一个巨大的市场。美国医学协会去年公布的一项统计显示，中国现在有1.14亿糖尿病人，其中仅有25.8%的患者在真正接受治疗，很多患者甚至在患病多年之后，都没有对自己的血糖规律有清晰的认识。更重要的是，即便病人可以认识到那些数字变动的规律，他们也没有办法了解到更深层次的医学意义，因为他们没有办法时刻接触到医生。

李承志认为将智能手机、硬件设备和云端服务结合起来就可以战胜这些困难。我们见到李承志时，他创立的糖护科技刚刚在北京北五环附近的大屯安家落户。过去1年多，他们先后获得了创新工场和微软孵化器的青睐，这使他们能以极低成本获得办公空间和云端服务。

在度过了最初的成长阶段后，李承志正努力让用户体会到互联的价值。糖护科技的最新客户端不但可以提醒糖尿病患者按时进行血糖测试，还可以通过发送短信让患者的亲人提醒其进行血糖测试；不但可以通过共享血糖数据让医生看到病患的状况，还可以通过病患之间的监督交流，鼓励他们战胜疾病，而检测数据的积累最有助于寻找到血糖水平的变化规律。

“我们每个人都知道控制血糖的关键就是控住嘴、多动腿，但要让这变成现实就需要借助社交网络，病人间的相互监督往往可以带来难以想象的力量。”李承志说，“来自哈尔滨的一声鼓励也许就可以让三亚的患者保持战胜疾病的勇气，这就是互联衍生出的价值。”

9平方毫米的竞争

我们当然不能指望App彻底地改变现实，尽管很多革命性成果最终都会通过App为我们所熟知。在互联网人士大举进军健康产业的同时，产业内部的技术进步其实也从未停止。

现在，利用可丢弃式探针和射频发射器，血糖实时监测系统可以每10秒钟采集1次血液里的葡萄糖浓度数据，每天采集的信息量是指血测试法的100多倍；利用附着在耳垂、脚趾或手指上的红外脉冲血氧计，用户将对自己的血氧饱和度会有更准确的了解，对呼吸系统疾病的长期监测而言，血氧饱和度是最重要的生理指标；利用生物电极和光电传感器，用户也可以通过测量脉搏波了解血压信息；通过每天2万次记录体温，可穿戴设备还可以精确预测女性排卵日，女性受孕概率因此提高了近20%，这一成就足以媲美昂贵的体外受精。

所有这些技术的核心就是传感器，张彤就被这种趋势吸引，进入了可穿戴行业。张彤曾是一家咨询公司的合伙人，正是这段经历让他体会到了数据的魅力——建立在数据基础上的决策几乎是一切商业行为的基础。2010年，张彤应朋友的邀请加盟了总部设在硅谷的神念科技。那时，可穿戴概念还没有出现，吸引张彤的概念是人机交互。

“其实，咨询公司和健康产业对数据的处理方法是不同的。咨询对数据的处理和分析是建立在逻辑分割的基础上，对数据的采集往往有不同的角度和定位。但健康产业并不需要这些，它对数据的处理更接近大数据的概念，巨大的规模足够抹平数据的变异性。”张彤说：“而要积累到这一量级的数据，就必须借助跨行业的创新技术，让医疗设备小型化，成本更低。”

神念科技是一家以生物电为主攻目标的科技公司。现在，这家公司的核心产品是一个只有9平方毫米的芯片，上面集成的传感器可以让可穿戴设备屏蔽掉噪音，感知到心电与脑电活动。在安装了这款芯片的智能手表上，只要用拇指和食指按住表盘两侧的按钮，与心电或脑电相关的数据就会展现在表盘上；如果上传到云端，用户还可以得到更多的分析数据。

张彤把神念科技中国分公司设在了无锡，那里正在建设中国最大的传感器产业基地。数百家传感器厂商围绕这9平方毫米的芯片进行着激烈的竞赛，可穿戴设备的未来因此也许就在那里。“可穿戴设备高度依赖传感器，”张彤说，“但只让消费者看到心电图和脑电图没有意义，可穿戴的核心还包括算法和大数据，只有这样大家才能知道身体和情绪的状态。”

张彤也保持着从事咨询工作时的影子，他可以说出很多医疗产业的数据，也可以用一个简单的概念——“健康+”理性地概括自己的思想：可穿戴设备的最终价值在于帮助人们保持更健康的身体，从而摆脱对医疗系统的盲目依赖。“我相信芯片和传感器可以更加高度地集成，也相信医学可以进步到无创获取绝大多数身体参数，我甚至相信可穿戴设备未来可以进行简单的微创治疗，到那时，可穿戴设备就会让生活发生翻天覆地的变化。”

让科技自然生动起来

但新的问题来了：医生会因此变得过时吗？不久前的一次医疗产业论坛上，当主持人将这个问题抛给嘉宾时，居然没人对这个职业抱有信心，即便医生也是如此。“大家也许过于乐观了。至少现在，可穿戴设备的用武之地仍然非常有限，”惠斯安普医学系统有限公司董事长陈忠林认为，“要全面了解健康状态，人们还必须借助更复杂的设备和更专业的医生。”

现在，陈忠林正和张冰一起，从京津冀地区开始推动建立中国的国民健康大数据工程。该计划会将不同年龄的人群的体质、健康等数据进行集合分析，完成健康管理网络和健康数据基础平台的建设，为远程健康管理、疾病预防和国民体质监测提供科学的数据支持。

但在这项工程中，陈忠林和张冰不约而同地拒绝了可穿戴设备的参与，取而代之的是惠斯安普公司推出的HRA（Health Risk Appraisal，健康风险评估）设备。对于这个选择，张冰将原因归结为可采集数据指标量的不同。现在，可穿戴设备能够监测的指标仍然太少且精度有限，而HRA可以在5分钟内精确采集人体的201项指标，这将大大降低项目的实施成本。

这显示出可穿戴概念必须面对的一个重要问题。尽管人们对这个崭新的领域寄予了极高的期望，但可以满足这种期望的创新其实少之又少。现在，人们不但没有办法借助这些设备量化自我，甚至没有办法保持对这类产品的持续关注。可穿戴概念的另一个问题是艰涩突兀的形象，要让它存活下去就必须先让它生动起来。从科技角度看，可穿戴革命会比移动大潮来得更快更凶。但在胜利到来前，人们必须精心雕琢，使其精于技术而归于自然。

英特尔中国研究院智能互联创新研究中心总监宋继强持有同样的观点，他甚至将自然的形态视为产品生存的根本。“可穿戴设备的概念已经走出非理性繁荣的初始阶段，相关技术也越来越成熟。”但宋继强认为，现有产品仍然无法让人满意，“如果产品太突兀，人们就会慎重使用。”

不久前，宋继强领导的研究团队刚刚制作出了一个“微型明星”——Edison。在这块只有SD卡大小的计算机上，研究人员集成了Wifi、蓝牙、Flash、计算核心、电源和通用接口，两个独立的计算核心甚至可以支撑不同的操作系统。在因为忽视移动设备错过了一波热潮后，英特尔迫切需要可穿戴设备这个新增长点，宋继强参与完成的Edison因此被寄予厚望。

“衣服、手表、手环、眼镜，不同的产品形态需要不同的硬件设计，我们希望能为可穿戴设备的发展奠定技术基础。”宋继强希望，Edison可以成为可穿戴设备走向简约自然的开始：“如果电容可以织入衣物纤维，Edison作为运算单元可以夹在衣角，突兀的感觉就会消失。”

Edison的某些实验性应用也确实体现出了这种追求。比如，将Edison与咖啡杯结合起来，就可以让父母看到孩子的身体状态：如果孩子状态良好，咖啡杯就是绿色，反之则是红色。能做到这一点，是因为孩子衣服上配有传感器，后者可以追踪体温信息并将其传送给Edison。

构思固然精巧，但对更广泛的可穿戴设备行业而言，创新仍然严重匮乏——人们似乎都还在等待一个成功的传统颠覆者。

变革终会到来

告别医生的梦想现在看来仍为时过早，但可穿戴设备带来的资源重新配置确实令人振奋。随着新型医疗设备以前所未有的方式介入生活，医疗和健康也将变成两个不同的产业，后者将在消费者的主导下更灵活地调配资源。同时，医生也将变得更专业——他们将以其经长期艰苦训练才得以掌握，并经长期临床摸索才最终娴熟的技能，致力于解决那些更复杂艰巨的任务。

届时，张冰、陈忠林和大量互联网公司正在建立的健康数据库，以及为利用这些数据而开发的算法，将成为可穿戴行业的基础设施。在大数据帮助下，可穿戴设备测出的微小变动将能更好地反应身体状况，人们因此可以对医生的诊断做出评价与反馈。医生也将回归传统——他们崇高的社会地位将真正源自卓越的专业技能和悬壶济世的情怀。

当然，在这个过程中，人们不可避免地要对可穿戴设备的种种不足报以担忧。他们可能会担心这些量化自我的设备无法准确地还原复杂的身体状况，可能会担心那些随身携带的传感器会影响自己的健康，可能会担心那些更汹涌的隐私泄露潮，甚至可能会担心人类永远无法在商业、科技与道德之间寻找到那个精妙的平衡。但历史会告诉我们，我们大可不必如此。

1890年，一份报纸在其评论版发出了这样的声讨：“在海边，今年夏天有些事比鲨鱼更可怕，这就是业余摄影师。”那时，柯达发烧友们在海边四处游荡并肆意抓拍日光浴者，手持照相设备震惊了19世纪的国际社会，人们因为恐惧和担忧而纷纷质疑其前景。但真实情况是，手持照相设备完全改变了人们的生活，柯达则在随后一百多年中始终统治着这个领域。

今天，可穿戴设备也在遭遇类似的尴尬。不久前的一次聚会上，有人问谁看好谷歌眼镜，结果出人意料——在场竟然没人愿意为这款产品站台。“让机器了解人，是科技进步的永恒趋势，但谷歌眼镜带给人们更多的是有型而不是有用。现在，我还没有看到人们必须佩带它的理由，”张彤说，“所以，谷歌眼镜的尝试可能会失败，但可穿戴设备的革命一定会成功。”