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物聯網促動智慧健康服務升級
 

【作者: 陳復霞】   2016年02月17日 星期三

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因應行動化、物聯網(Internet of Things, IoT)及巨量資料(或稱大數據;Big Data)等科技的趨向,雲端運算的需求日益殷切,現今已蔚為風潮,當資訊朝向數位化及雲端化進展,所衍生的資訊安全、資料防護與跨國合作規範等議題令人關注。智慧化時代的來臨,各界投入發展創新研發應用的步調加快,以健康照護產業為例,業者積極研發有關於物聯網、智慧裝置或穿戴式電子等類產品的多元加值應用,帶動產業發展新契機。



圖1 : 智慧健康醫療照護的重點在於發展整合性服務,連結感測裝置、雲端服務,提供智慧化方案。(Source:Unifiedinfotech.net)
圖1 : 智慧健康醫療照護的重點在於發展整合性服務,連結感測裝置、雲端服務,提供智慧化方案。(Source:Unifiedinfotech.net)

智慧健康帶動市場質變

根據聯合國的研究指出,2050年全球高齡人口比重將達到22%,除了先進國家外,新興國家亦開始面臨高齡化的需求挑戰。高齡化的醫療支出持續高漲,提升醫療效益與降低耗費成本成為必然,「智慧健康」的議題成為各國關注及重點發展方向;智慧健康醫療照護的重點在於發展整合性服務,連結感測裝置、雲端服務,提供智慧化方案。


在健康醫療方面,借重資通訊科技與智慧應用,維護個人健康的行為模式從被動的就醫問診治療逐漸轉變,向主動強化個人的預防保健及病後照護與服務發展兩端進展;由於從基本測量功效進展到預測診斷、提前服務的模式,例如生理感測技術多元化整合運算,擴大應用的機會,對於既有產業形成質變局面,產業市場趨於垂直整合與水平分工的態勢明顯,技術是否有效整合與後續是否應用創新…成為未來競爭勝出的關鍵。


物聯網影響未來的最大產業莫過於智慧製造(工業4.0)及健康醫療,而兩者的應用都是以降低成本、提高效率和提升服務品質為主。物聯網在智慧健康醫療照護次系統解決方案趨向資訊化、智慧化及客製化,往系統整合、自主感測與人工智慧等方向發展,透過技術的整合及應用,在端、雲、網及應用/服務的三大主軸互搭,在健康、醫療、照護產業平台各自發展與串連,發揮具體的成效。


巨量資料能打造IT新藍海

因應行動應用與雲端服務等新興應用的崛起,巨量資料驅動軟硬體技術與服務的產值,以巨量資料處理解決方案所驅動的經濟價值頗大,根據McKinsey研究,開放資料每年可以創造3.2~4.5兆美元的經濟價值,物聯網應用在2025年會有2.7~6.2兆美元的經濟影響性。在資料的處理技術上,近年來大多以雲端運算和高效能運算技術作為基礎,物聯網的組成,內容包括透過RFID等的「全面感知」、各種網路技術的「可靠傳輸」,以及有效分析與處理的「智能處理」。


因應全球醫界的物聯網趨勢,台灣電子健康學會理事長徐建業提及健康醫療資料雲對於醫療照護方面的影響,他認為電子健康與醫療資訊化想要發揮整合效應的前提是「資料可以被使用到何種開放的程度」,亦即「群體資料的開放組合程度」,個人化電子健康資料須建築於群體化之上。



圖2 : 台灣電子健康學會理事長徐建業(左)認為電子健康與醫療資訊化想要發揮整合效應必須視群體資料的開放組合程度;秘書長饒孝先(右)表示電子健康紀錄整體系統仍有整合空間。(攝影:陳復霞)
圖2 : 台灣電子健康學會理事長徐建業(左)認為電子健康與醫療資訊化想要發揮整合效應必須視群體資料的開放組合程度;秘書長饒孝先(右)表示電子健康紀錄整體系統仍有整合空間。(攝影:陳復霞)

根據AHIMA的資料,40%的美國成年人都會保存一部分的個人健康紀錄,台灣的電子健康紀錄目前也已大部分建置;至於電子健康紀錄(EHR)與電子病歷有何不同?台灣電子健康學會秘書長饒孝先說明兩者皆是連續性的健康照護,差異在於內容及時間軸(如病歷)的不同。電子健康紀錄(包括病歷、心電圖、醫療影像等)可以經由電腦或網路存取包含今昔的個人健康資訊。台灣電子健康學會則以醫療儀器的標準、醫院系統的認證為核心,匯整國內外產學研醫的力量,推展至東南亞、中國大陸及歐美地區。


此外,電子健康紀錄也能夠包括醫學相關的參照資料、醫療處置、藥物使用、人口統計資料、其他與非醫療的管理資料等,因而衍生巨量資料有待整合應用。然而,他不諱言迄今還未見到任何的軟體商或供應商能夠建置出單一完善的電子健康紀錄系統。


基於巨量資料的要素在於大量、快速和多樣性,惟有當收集群體資料的檢測數據愈多,透過資料庫和專業人員的評估、統計分析與建議的參考價值愈高。徐建業舉例說明,例如超商分析消費者行為模式時發現尿布及啤酒擺放在一起可增加銷售額,就是熟知個人化行為,有了資料基礎再進行群組分析。


感測技術創新整合

感測層收集資訊是物聯網的應用平台的發展重點,工研院產經中心(IEK)表示,物聯網必須透過感測元件來進行各種環境、生理、影像、聲音、指紋…等態件與人體生物特徵資訊的採集,因而也衍生出如非接觸式光學檢測、環境感測,及接觸式運動感測、生理量測等各類的感測器。常見的頭戴式裝置、智慧手錶、穿戴式裝置和生物電子的感測技術,再加上感測器的多元發展與運算加值,能夠解決使用者的需求和創造物聯網的價值。


舉例來說,高齡者日常活動監測系統採用主動式無線射頻辨識(RFID)技術來確認銀髮族的身份與活動地點,另外再利用穿戴式健康手環來追蹤擷取行走步數等活動參數。當量測的活動數據回傳至伺服器後,再以演算法產生活動密度圖


(Activity Density Map;ADM),並以相異度分析法評估高齡者的身體是否出現異狀,或是不符合日常活動型態的規律時,及早提醒或作適當的處理。


從感測應用技術來看,為了因應不同的環境條件,過去單一感測器的參數量測,已進化至整合傳輸協定、運算控制、電源管理、能源儲存等多功能合一的感測模組,形成更具有附加價值的客製化整合方案。此一技術應用為ICT與零組件產業帶來轉型的契機,透過更廣泛的策略聯盟,形成多元化的感知技術創新整合應用,進而開創出一片市場新藍海。以資策會大數據所近期開發的「智慧護聯網解決方案」為例,主要藉由整合各式環境、醫護、穿戴式裝置,運用人體活動分析技術,輔以彈性化控制流程設計所開發出的解決方案,為高齡者打造安心可靠的多元情境。



圖3 : 物聯網在智慧健康醫療照護次系統方案逐漸發展(Source:工研院IEK;2015/11)
圖3 : 物聯網在智慧健康醫療照護次系統方案逐漸發展(Source:工研院IEK;2015/11)

穿戴式裝置為資料收集媒介

未來智慧手持裝置朝向創新規格或市場應用端發展,以整合解決方案滿足如物流倉儲、教育娛樂、健康管理及智慧商務等各垂直領域的需求。


穿戴式裝置主要具有體積微型化、創新人機介面及多元加值應用等特點,適用於健康管理方面,因此吸引許多產學研單位相繼投入穿戴技術的研發;但對於大多數的消費者而言,配備穿戴式裝置有時遠不如隨身攜帶智慧手機的使用習慣,使得穿戴式裝置的整體市場萌芽待發,未來如何贏得消費者青睞而普及,包含開發關鍵技術及創新產品、符合特定領域市場的需求、以及教育消費者和提升消費者價值等層面,都是值得努力的目標。


台灣區電機電子工業同業公會副理事長翁樸山提出,穿戴科技可帶來便利的智慧生活,主要是以結合穿戴物聯概念與新社群網路平台,透過雲端計算及健康照護雲服務,形成大數據資料庫,並且連結後端的居家生活照護、健康醫療層面,打造穿戴與科技養老服務的創新服務模式。因此,穿戴科技的無線化、聯網化功能也成為選擇產品時的基本評估要項。



圖4 : 相較於智慧型手機,穿戴式裝置也十分容易收集人體資訊,進而形成巨量資料,在醫療照護質量的提升,有相當大的幫助。(攝影:姚嘉洋)
圖4 : 相較於智慧型手機,穿戴式裝置也十分容易收集人體資訊,進而形成巨量資料,在醫療照護質量的提升,有相當大的幫助。(攝影:姚嘉洋)

六大趨勢主軸

全球智慧健康照護產業產值成長可期,估計將從2015年93億到2020年673億美元,範疇擴及雲端、服務與平台,包含行動健康服務、穿戴式裝置、雲端服務等。智慧健康產業的龐大商機吸引許多廠商相繼投入,例如軟體、硬體、平台及整合商與服務商等,工研院產經中心(IEK)生活與生醫組組長張慈映表示,隨著雲端與巨量資料的到位,智慧健康產業快速興起,包括感測裝置、雲端服務連結等成為提供健康照護與醫療的智慧化解決方案。從智慧健康產業逐步發展的六大趨勢主軸中,可觀測產業創新與應用商機的利基何在。


趨勢一:聯網健康

從Mobile Health轉變為Connected Health。健康照護服務模式推陳出新,並從數位化、行動化等個別技術思維,轉變為聯網健康(Connected Health)的整合性思維。


趨勢二:客製化服務

從Universal到重視Segmentation掌握目標族群,提供客製化服務(Customization),依據需求設計並提供產品與服務,包含重視運動之健體族群、重視養生與照護之中高齡養生族群、重視美麗與體態管理之健美族群,以及育兒安全與保健需求之健育族群。


趨勢三:重視與家人串連

從Personalization連結到Smart Home所強調的是不侷限於個人,強調與智慧家庭的整合,隨著智慧家庭技術實現,個人健康也將與家人串連(Family centered care),不僅是在家族病史與生活型態的連結,也透過連結增加資訊分享與關心互動來提升意願;


趨勢四:強調消費者體驗

從Technical-oriented到Easy to Us。強調消費者體驗(Experience)非常重要,界面設計要人性化,可縮短學習曲線,增加使用意願。


趨勢五:提供預測與預防效益

從Data Collection到Data Analysis。強調整合大數據透過歷史資料的運算模擬分析,提供預測與預防效益(Predictive)。


趨勢六:走向生態體系的建立

從Single Device到System Thinking。從單一設備走向建立生態體系(Ecosystem),透過系統化思考,帶動產業聯盟合作的跨整合趨勢。



圖5 : 加速串聯跨領域合作,完善產業生態鏈(Source:工研院IEK;2015/11)
圖5 : 加速串聯跨領域合作,完善產業生態鏈(Source:工研院IEK;2015/11)

根據六大主軸發展趨勢,張慈映建議,未來台廠需要的是「加值創新策略思維」,在智慧健康服務系統方面,匯集使用者經驗透過場域試辦,建立成功模式創造整場輸出的機會,她認為丹麥以精緻和小而美的模式建立指標產業值得參考。


徐建業則表示,電子健康學會與產業界結合,以國際合作為目標,期望讓台灣企業能夠將產業合作的成功模式整體輸出國際,初期將以大中華區及東南亞市場為主。他認為台灣的市場小,唯有整合台灣的強項:電子產業、資訊產業、醫療專業及管理效能,才能創造多贏的局面。工研院產經中心(IEK)生活與生醫組黃裕斌表示,台灣偏重硬體導向思維,大多投入設備的開發生產,整體產業缺乏創新整合與串連,惟有確實掌握物聯網的關鍵應用與策略,才能打造產業價值鏈助推智慧健康技術產業邁向國際。


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