在以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)醫(yī)療健康的時(shí)代，作為主要數(shù)據(jù)接口之一的可穿戴設(shè)備將越來越受到重視。在行業(yè)共同推動(dòng)下，健康可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)的火苗也不負(fù)眾望地熊熊燃燒著。

昨晚你翻了幾次身？深度睡眠時(shí)間有多長(zhǎng)？心跳在正常范圍內(nèi)嗎？當(dāng)心率、睡眠監(jiān)測(cè)等體征指標(biāo)已經(jīng)成為當(dāng)下智能手表/手環(huán)的標(biāo)配后，對(duì)監(jiān)測(cè)精度要求更高、監(jiān)測(cè)難度更大的血壓監(jiān)測(cè)、血糖監(jiān)測(cè)或?qū)⒊蔀榻】悼纱┐髟O(shè)備的“新風(fēng)口”。

技術(shù)重塑著健康可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)的未來。目前，健康可穿戴設(shè)備市場(chǎng)的技術(shù)走到哪一步了？動(dòng)脈網(wǎng)對(duì)國(guó)內(nèi)健康可穿戴設(shè)備發(fā)展方向和機(jī)會(huì)進(jìn)行了梳理。

巨頭環(huán)伺，

創(chuàng)新企業(yè)憑何突圍？

根據(jù)IDC于12月6日發(fā)布的全球可穿戴智能設(shè)備的出貨量報(bào)告，2021年第三季度全球可穿戴設(shè)備出貨量達(dá)1.384億臺(tái)，同比增長(zhǎng)9.9%。消費(fèi)者逐漸增加的戶外互動(dòng)以及對(duì)健康的重視，讓本季度可穿戴設(shè)備市場(chǎng)需求依然強(qiáng)勁。

在腕上穿戴設(shè)備細(xì)分領(lǐng)域，華為2021年Q3的出貨量與蘋果并列全球第一，這是繼 2020 年第二季度后，華為再次在全球腕上穿戴設(shè)備的細(xì)分領(lǐng)域上登頂。華為在可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)風(fēng)頭正勁，預(yù)熱了大半年的華為首款可測(cè)血壓的智能手表WATCH D也于12月23日揭開了面紗。

華為WATCH D血壓手表采用示波法測(cè)量血壓，內(nèi)置面積與一角硬幣相仿的壓電式微型氣泵，氣泵加壓最高可達(dá)300mmHg，確保可測(cè)最高血壓達(dá)到230mmHg。

2018年10月，金億帝推出了通過CFDA認(rèn)證攜帶微型氣囊的血壓手表，而歐姆龍?jiān)诋?dāng)年12月也推出了可穿戴式血壓計(jì)HeartGuide——當(dāng)然，不同于其他智能手表，這兩款產(chǎn)品只能實(shí)現(xiàn)血壓監(jiān)測(cè)功能。

HeartGuide配備了一個(gè)可兼作血壓袖帶的腕帶，能夠24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)血壓變化。用戶需要測(cè)血壓時(shí)，按下手表側(cè)面充氣按鈕，手表上的通氣管就會(huì)對(duì)表帶進(jìn)行充氣，還原出一個(gè)類似普通血壓計(jì)的功能，從而檢測(cè)出血壓數(shù)據(jù)。

近年來，諸多智能穿戴的領(lǐng)先企業(yè)開始攻關(guān)光電測(cè)量方案。2020年8月，三星發(fā)布的GalaxyWatch3已經(jīng)支持血壓監(jiān)測(cè)功能。華米在2021年10月發(fā)布的擁有PumpBeats血壓監(jiān)測(cè)引擎的Amazfit GTR 3 Pro智能手表，通過高精度光學(xué)傳感器，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、融合、AI模型建立等進(jìn)行血壓測(cè)量。

利用光學(xué)技術(shù)進(jìn)行血壓監(jiān)測(cè)一直是一個(gè)世界性難題，其難點(diǎn)在于測(cè)量的精度要求上。血壓不僅需要監(jiān)測(cè)脈搏波的跳動(dòng)頻率，還需要搜集脈搏波的結(jié)構(gòu)信息、形態(tài)信息等波形信息。在這過程中，患者的膚色、皮膚狀況、動(dòng)作、行為等環(huán)境因素也會(huì)影響到最后的結(jié)果。

高筑的技術(shù)壁壘使得血壓監(jiān)測(cè)這一垂直領(lǐng)域在可穿戴設(shè)備市場(chǎng)尚處于一片藍(lán)海。而廣闊的市場(chǎng)空間，也吸引著一批具備過硬技術(shù)本領(lǐng)的“孤勇者”，向著高聳的技術(shù)巔峰攀登。

2018年，學(xué)成回國(guó)的盛奕冰在對(duì)國(guó)內(nèi)健康可穿戴設(shè)備市場(chǎng)深度調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，目前市場(chǎng)上的智能醫(yī)療穿戴設(shè)備普遍缺乏精度，如大部分血壓值是通過光電傳感器和光電傳感器加心電計(jì)算而來，準(zhǔn)確性不足。

于是，盛奕冰決定從醫(yī)療級(jí)智能手表入手，成立研和智能，為用戶提供更高可靠性的體征監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。2020年，研和智能成功研發(fā)了一款集氣泵式血壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、光電容積脈搏波技術(shù)（PPG）為一體的智能手表BP DOCTOR PRO。

氣泵式血壓監(jiān)測(cè)，

突破精準(zhǔn)測(cè)量難點(diǎn)

對(duì)于血壓手表，監(jiān)測(cè)結(jié)果精準(zhǔn)是第一要義。研和智能BP DOCTOR PRO的氣泵式血壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，使用醫(yī)療級(jí)壓力傳感器，通過示波測(cè)定法使血壓監(jiān)測(cè)達(dá)到醫(yī)療級(jí)別精度。

其原理在于，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)脈搏波產(chǎn)生時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)識(shí)別的測(cè)量個(gè)體的不同特性，自動(dòng)調(diào)整充氣速度，以獲取足夠的脈搏波。當(dāng)脈搏波消失或峰值小于某一閉值，氣囊血壓測(cè)量完畢，快速放氣。

使用時(shí)，用戶點(diǎn)擊顯示屏血壓測(cè)量按鈕，表體內(nèi)部氣泵會(huì)對(duì)表帶內(nèi)側(cè)配置的充氣囊充氣（大于 10mmHg/s），在同樣的條件下，不同個(gè)體及佩戴情況具有不同的充氣速度。目前，BP DOCTOR PRO平均誤差小于5mmHg，低于醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的平均誤差不超過5mmHg, 標(biāo)準(zhǔn)偏差不超過8mmHg。

BP DOCTOR PRO定位為一款消費(fèi)級(jí)智能手表，用戶體驗(yàn)是其重要評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。為了提高佩戴的舒適性，研和智能采用了微型氣泵和微型氣囊。

“微型氣泵和氣囊制作工藝精細(xì)、復(fù)雜，我們也是花了很多的時(shí)間和精力在工藝的打磨上，但好在最后還是完美地做出了預(yù)想的產(chǎn)品。”盛奕冰說道。

盛奕冰介紹，腕式血壓計(jì)普遍采用的馬達(dá)式充氣泵，充氣強(qiáng)勁，可在短時(shí)間內(nèi)完成充氣。但該類型噪聲大、充氣線性度低，且體積偏大，不能用于血壓手表。“研和智能采用微型壓電泵，能夠保證在充氣時(shí)靜音，并且通過我們的自研硬件驅(qū)動(dòng)來保證充氣的線性度。”

微型氣囊的技術(shù)難點(diǎn)則在于，由于體積的要求，很難兼顧壓迫效率和示波法的波形效果。

研和智能要求微型氣囊必須滿足單邊懸挑長(zhǎng)達(dá)100mm，單邊厚度0.6mm，并且保證硅膠彈性模量一致的指標(biāo)。經(jīng)過反復(fù)試錯(cuò)，研和智能終于找到了一家工藝水平達(dá)標(biāo)的供應(yīng)商，通過雙方通力協(xié)作，成功開發(fā)出了符合要求又具有廉價(jià)量產(chǎn)能力的硅膠氣囊。

在手表的外部材料上，研和智能也花了諸多工夫。

在外殼上，研和智能采用了還未普及的金屬粉末冶金技術(shù)，通過多道工序，打造出了316L不銹鋼全金屬表殼，保證手表具有堅(jiān)固的性能；為了避免不銹鋼金屬機(jī)身對(duì)藍(lán)牙信號(hào)的屏蔽干擾，研和智能對(duì)藍(lán)牙信號(hào)制作了多版本信號(hào)仿真模擬，通過將天線帶置于玻璃下方來達(dá)到避空效果，使得藍(lán)牙信號(hào)達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

在表帶上，為了讓整個(gè)血壓測(cè)試系統(tǒng)能夠獲得最佳的壓迫效率，研和智能自己定制了一款具有強(qiáng)抗拉伸能力的表帶。經(jīng)過外型設(shè)計(jì)、材料選擇、打樣成形、量產(chǎn)導(dǎo)入一系列工序，最終的成品能夠單獨(dú)承受30公斤以上拉力而不斷裂。

除血壓、血氧等兩點(diǎn)功能外，研和智能BP DOCTOR PRO還具有運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)、睡眠數(shù)據(jù)、熱量數(shù)據(jù)、通話提醒等消費(fèi)類功能。用戶可利用app自主監(jiān)測(cè)評(píng)估，并可隨時(shí)查看過往歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，了解自身血管健康狀況。

健康可穿戴設(shè)備進(jìn)入黃金年代，

新風(fēng)口何在？

當(dāng)前，老齡化嚴(yán)峻、慢性病人群不斷擴(kuò)大且呈年輕化趨勢(shì)，再加上健康觀念由被動(dòng)治療向主動(dòng)監(jiān)測(cè)和預(yù)防轉(zhuǎn)變，可穿戴醫(yī)療設(shè)備在醫(yī)療健康領(lǐng)域有著較大的應(yīng)用潛力。IDC預(yù)計(jì)，2021年全球可穿戴設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模為5.78億美元左右。預(yù)計(jì)到2026年全球可穿戴設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)19.68億美元左右。

而當(dāng)下行業(yè)變革或迎來兩大風(fēng)口，一是醫(yī)療級(jí)的可穿戴設(shè)備發(fā)展；二是挖掘數(shù)據(jù)入口，探索從疾病預(yù)防到輔助治療的新思路。

為此，研和智能開展了針對(duì)B端市場(chǎng)的第二代醫(yī)療級(jí)血壓手表BP Doctor MED的研發(fā)工作，并在技術(shù)上進(jìn)行了更加細(xì)致的優(yōu)化。

為了加強(qiáng)氣囊壓迫效率，研和智能采用了兼具符合生物相容性測(cè)試和符合力學(xué)特性TPU材料，材質(zhì)親膚性強(qiáng)且穩(wěn)定性高，并將本身并不具有伸縮性的TPU材料進(jìn)行4層隔熱復(fù)合，以膨脹達(dá)到腕部動(dòng)脈壓迫效果。

盛奕冰介紹，TPU由于本身不存在伸縮性，而氣囊則需要填充手表和腕部時(shí)間的間隙并且膨脹達(dá)到腕部動(dòng)脈壓迫效果，故TPU需要進(jìn)行多層復(fù)合?！艾F(xiàn)有市場(chǎng)上較為容易制作的為2層TPU氣囊，而我們達(dá)到了4層，帶來的好處就是用戶即使佩戴的不是很緊，我們的4層TPU氣囊仍有足夠的膨脹空間來填充間隙?！?/p>

此外，為了解決量產(chǎn)和提高生產(chǎn)效率，研和智能經(jīng)過數(shù)月的原型機(jī)試驗(yàn)，嘗試了單氣囊加強(qiáng)版、雙氣囊、三氣囊、陣列傳感器等后，最終確定了雙氣囊方案，并相對(duì)應(yīng)地增加微型氣閥器件來控制每個(gè)氣囊的充氣量。

鑒于沒有類似產(chǎn)品可學(xué)習(xí)，研和智能開啟“從零開始”的技術(shù)開發(fā)模式，從氣閥的微型化設(shè)計(jì)、氣閥零部件的材料和制作工藝研究，最終確定了現(xiàn)有尺寸大小。

產(chǎn)品越小，對(duì)零部件尺寸加工精度的要求也就越高。“在微型氣閥的設(shè)計(jì)生產(chǎn)上，我們團(tuán)隊(duì)試驗(yàn)了大量進(jìn)口原材料來達(dá)到產(chǎn)品性能的最優(yōu)，且加工精度極高，甚至報(bào)廢了2、3套模具。在最終樣件確認(rèn)后，我們?cè)?1月初進(jìn)行了首批小批量試產(chǎn)，在此次試產(chǎn)過程中，良率就達(dá)到50%。而在后續(xù)幾次的迭代中逐步提升良率，目前產(chǎn)品試產(chǎn)良率已經(jīng)在90%左右，我們的出貨目標(biāo)良率定在99.5%。在滿足自用的情況下，也會(huì)再考慮出售給其他廠家。”

據(jù)了解，在未來，研和智能將聯(lián)合國(guó)內(nèi)外資源，共同探索表帶柔性電子織物的應(yīng)用場(chǎng)景，力求在第三代產(chǎn)品中將其量產(chǎn)化，滿足市場(chǎng)的強(qiáng)烈需求。

隨著可穿戴設(shè)備監(jiān)測(cè)越來越精確，體征信號(hào)越來越多，從現(xiàn)有的體溫、心率、血壓和呼吸頻率逐漸擴(kuò)展至血糖、血壓、腦電及血氧等體征，再引入云計(jì)算和AI，這些海量的健康數(shù)據(jù)完全可以從量變引發(fā)質(zhì)變，從中探索出疾病預(yù)防及輔助治療的新思路。

為了滿足用戶生命健康體征多維度信息收集管理和健康指導(dǎo)需求，研和智能的一款智能個(gè)人健康體征監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)也在開發(fā)中。

該平臺(tái)能夠自動(dòng)生產(chǎn)實(shí)時(shí)完整的非敏感用戶健康檔案，分析挖掘醫(yī)療健康數(shù)據(jù)與疾病發(fā)生之間的潛在關(guān)聯(lián)性，實(shí)現(xiàn)對(duì)疾病，尤其是高血壓和心血管等高發(fā)慢性病的提前預(yù)測(cè)和對(duì)健康狀況的趨勢(shì)預(yù)測(cè)，在此基礎(chǔ)上提供個(gè)性化的健康管理和診療方案。

從單純的通訊工具升級(jí)為醫(yī)療級(jí)的體征監(jiān)測(cè)設(shè)備，技術(shù)創(chuàng)新讓這一切成為可能，而任何的創(chuàng)新都是服務(wù)于人。面對(duì)跨界的消費(fèi)類巨頭、專注醫(yī)療的老牌企業(yè)多方夾擊，像研和智能這類的創(chuàng)新企業(yè)要想在激烈的市場(chǎng)中占有一席之地，必得保持醫(yī)療的存心，即存在、共情、信任、關(guān)懷和人性化。

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