穿戴裝置設計大吹行動醫療風。為減輕社會醫療負擔，歐美、日本等先進國家開始大力推動行動醫療應用，而電信商及系統廠也紛紛響應這股風潮，大量導入智慧手表/手環等裝置實現健康管理、居家照護等，不僅帶動龐大零組件設計商機，也正式開啟醫療穿戴電子的新時代。
行動醫療(mHealth)開啟穿戴裝置新藍海。面對消費性穿戴電子不冷不熱的現狀，以及日益激烈的價格戰，系統製造商亟欲找到較佳產品定位，以突破市場泥淖，擴大出貨規模及營收。正值歐美日先進國家積極發展行動醫療之際，穿戴裝置供應鏈業者也已嗅到機會，正全力衝刺小尺寸、低功耗、高精準度且可靠的醫療穿戴電子設計，而電信服務商則以廣大用戶基礎提供居家照護服務，促進由消費轉向醫療的「穿戴2.0」應用模式成形。
歐美日領頭跑 行動醫療開啟穿戴2.0發展
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| 圖1 資策會MIC產業分析師陳純郁提到，目前台廠較少著墨行動醫療，應仿效國外新創公司加緊投入卡位。 |
資策會MIC產業分析師陳純郁(圖1)表示，歐美日先進國家正緊鑼密鼓研擬行動醫療推廣政策，並紛紛與醫療機構、系統廠商合作展開以穿戴裝置實現行動醫療的試驗計畫；此風潮也正逐漸在各國電信與新創產業發酵，包括AT&T、威瑞森(Verizon)、NTT DOCOMO和英國電信(BT)等重量級營運商，以及眾多推出穿戴裝置軟硬整合方案或後端資料處理服務的新創公司，正大舉投入市場。
陳純郁指出，歐美各國係試驗並實施行動醫療的先鋒。以北美為例，密西西比州政府正進行糖尿病遠距照護網測試計畫，透過可攜或穿戴式血壓/血糖計，以及平板每日記錄病患生理資訊變化，再以視訊方式即時與醫師諮商；自2014年初開展至今，該計畫已成功降低受測者12.5%急診或住院率，並有助及早施行相關治療，州政府預定於2015下半年收網成果，並將逐步推行至全美。
與此同時，英國也不遺餘力建構行動醫療生態系統，經由工程和物理科學研究理事會(EPSRC)設立1,200萬歐元基金，每年定期資助新創行動健康管理研究專案，並與IBM、東芝(Toshiba)和諾爾西媒體中心(KWMC)合作；目前已實現一個名為SPHRE(Sensor Platform for Health in a Residential Environment)的家庭健康監控系統，在病患家中廣設六十五個感測器監測環境狀況及用戶作息，再搭配行動或穿戴裝置將資訊傳回後端資料中心，達到遠距照護與即時醫療諮詢的效果。
陳純郁更提到，日本甚至已將行動醫療融入未來智慧城市發展的一環，在柏之葉市推行電子化母子健康記錄及市民健康監測服務計畫，藉由內建感測器的智慧髮帶及腕表量測生理數據，並由應用程式(APP)長期記錄與管理，有助產業鏈探索異業合作的新商業模式。此外，包括中國大陸、台灣等人口稠密的國家也紛紛體認到傳統醫療對社會資源帶來的負擔，因而正鴨子划水研擬行動醫療相關政策。
不僅各國政府傾力推廣，各國電信商也蠢蠢欲動，亟欲跨足行動醫療領域以開創新營收管道。陳純郁強調，電信營運商擁有廣大的行動/家庭/企業網路用戶群，可望成為行動醫療發展觸媒；如AT&T、Verizon、英國電信，日本NTT DOCOMO及軟體銀行(Softbank)皆已建立專屬的行動醫療服務平台；其中，日本軟銀與Fitbit合作，構築硬體裝置(健康管理手環)、軟體平台(APP管理)加雲端服務(保健諮詢)的一站式解決方案，以設備月租形式開始在市場上試水溫。
NTT DOCOMO更與醫療電子大廠歐姆龍(Omron)成立合資公司--DOCOMO Healthcare，推出包含智慧手環、手機APP的Watashi Move行動健康平台，用以監測、管理身體指標性數據；截至今年初已吸引一百三十萬用戶。
顯而易見，穿戴裝置已成為行動醫療應用中不可或缺的元素，將扮演擷取病患、環境資訊的第一線角色，因而也吸引眾多新創公司競飆設計創意，促進醫療穿戴裝置軟硬體解決方案百花齊放。目前廠商除開發內部整合無線通訊、感測器、嵌入式微控制器(MCU)和演算法的智慧藥罐、智慧尿布或智慧體溫計等產品外，也開始在智慧手表/手環中引進專業醫療保健應用功能，扭轉此類產品原先從手機配件、消費市場出發的概念。
從消費邁向行動醫療 穿戴2.0擴大導入VSM
亞德諾(ADI)亞太區醫療行業市場經理王勝表示，結合行動醫療的穿戴裝置2.0發展模式，首要關鍵是支援體徵訊號監測(VSM)(圖2)，目前業界聚焦於生物電性訊號、壓力變化訊號檢測和光學式生物訊號檢測三種技術，其中以光學式方案最為普遍。然而，醫療穿戴裝置必須長時間連續量測資訊，因此包括最前端光學式感測器的訊號擷取、類比前端(AFE)的資料轉換及傳輸，以及負責資料分析和演算法處理的MCU性能要求皆更上層樓。
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| 圖2 穿戴裝置結合VSM功能可促進行動醫療發展。 |
Maxim Integrated健康照護部門策略行銷工程師John DiCristina分析，醫療用穿戴裝置依照功能類型區別，面臨的技術挑戰也不盡相同。有些穿戴裝置是供短期使用並且用後即予以丟棄，另有些則做為長期用途並可充電重複使用，抑或可植入人體的產品形式；對晶片和系統廠而言，這些設計皆引發不同程度的感測器靈敏度、功耗管理、無線通訊標準和嵌入式處理設計考驗。
大多數穿戴設計都重視電池續航力，因此超低電壓(Sub-1V)製程、超低功耗電路設計便成為MCU、類比混合晶片商布局重點；同時，新一代藍牙智慧(Bluetooth Smart)、Wi-Fi Aware等低功耗無線標準也頓時成為通訊晶片商新寵。
另一關鍵挑戰在於收集有意義的資料，這牽涉感測器和類比前端設計；對此，意法半導體(ST)資深技術行銷工程師莊維燾認為，因應感測資料完整性及預處理需求，動作/環境/光學感測器模組內建MCU核心，以及類比數位轉換器(ADC)等AFE元件的設計將日益風行。
心動生技總經理李永文補充，相較於硬體技術，軟體更是VSM設計關鍵中的關鍵，以心率變異度(HRV)演算法為例，必須將量測誤差控制在與真實心跳±1毫秒(mS)的範圍內；同樣的，基於光體積描記法(PPG)的光學式量測技術也須達到如此高的精準度，才能提供足夠的資料精準度供醫療診斷應用，因此相關演算法的開發更形重要，必須有效過濾系統、元件雜訊並保護真實訊號。
李永文透露，為掌握醫療應用開發需求，感測器業者和演算法開發商正擴大與專業醫療機構或學界合作，以建立各種生理訊號分析資料庫，並進行人體實驗及測試。目前心動和ADI即與國內長庚醫院心臟復健科，以及中國大陸寧德師範學院分別執行研究計畫，探索生理訊號與運動時血液乳酸濃度的數學模型，同時於今年1月起陸續啟動上千人次運動測試，以做為商用ECG、PPG演算法開發的基礎。
市場快速起飛 穿戴結合醫療正對時
無庸置疑，醫療穿戴裝置將開創新應用藍海，讓相關元件、軟體及服務供應商雨露均霑。據ABI Research研究報告顯示，2013∼2019年，運動健身和健康照護兩大類型穿戴裝置將是引領整體市場規模成長的雙箭頭，而健康照護類產品更可望在2019年獨占鰲頭，搶下出貨量占比第一寶座，足見其蘊藏龐大設計商機。
陳純郁觀察發現，醫療穿戴電子市場已慢慢聚集一些新創公司，並吸引大量創投注資，有些廠商基於其產品未來性和能快速普及的潛力，已羽翼漸豐。例如Fitbit因較早投入智慧手表/手環市場，並廣泛與平台服務商建立合作關係，近期推行首次公開募股(IPO)獲得盛大成功，用戶也已突破兩千萬大關；另一家鎖定智慧藥罐的廠商--Adhere Tech，其產品主打可自動提醒病人服藥，並連線至雲端平台記錄和管理用藥亦廣獲市場關注，該公司也預定於今年底左右IPO。