[消息] 蘋果iWatch會採用哪一種心率/心電監測感測器？
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目前最讓人期待的消費電子產品非iWatch莫屬了，雖然某些功能外型不斷在網上有人猜測，但它會採用什麼樣的心率/心電監測技術，我們從目前已曝光的消 息上基本上找不到。當然，大家都知道它一定會具有健康/保健方面的功能，並且還有文章揭示蘋果挖了不少健康醫療方面的著名專家。
兩種主要心率/心電測量技術的比較
讓我們首先來分析一下目前主要的生理測量傳感技術。
目前主流的方式有兩種：一種是利用光反射的測量、一種是利用電勢的測量。前者主要為光電傳感測量方式，後者為電極傳感測量方式。光電測量方式目前主要能測量的是心率與血氧指標，而電極式測量的指標更全面一些，可以直接測量心電圖。對此，神念的技術負責人張彤解釋：比如我們的電極式晶片提取的是完整的心電圖，而不是一個簡單的心率資訊。心電圖中有很多詳細的健康資訊，例如P Q R S T五個波形。是醫生用來判斷心臟健康的依據。但是，光電方式做不到這麼細的心率檢測，它主要通過光反射來測量心率：光電心率是根據心臟跳動時，人體全身血管會有微小波動的原理，射出一束光到人的手腕上，並用攝像頭觀察反射的陰影。如果其中有微小變化，則認為心臟跳動一次。因此，光電心率方式有幾個特點如下。
第一，要發射光線，因此費能耗；
第二：不準確，因為任何外來光線的干擾，都會產生一系列誤判；
第三，包含的信息量很少，無法做更多的健康判斷；
第四，為了加強準確性，這種技術要求手錶緊貼在手腕上，減少外部光線，使佩戴者很不舒服，而且在運動時很難保證手錶不鬆動。
第五，心電解決方案所占空間小，而光電心率的相關硬體會佔用更多的空間。
不過，儘管有以上缺點，但是光電測量可以單手操作，不需要像電勢方式那樣需兩個觸點也即雙手來檢測資料，這樣可以實現主動讀取資料和遠端讀取資料，更適合於配合雲端大資料的服務。"其實，光電方式的很多缺點是可以通過後端的電路來調整和修正的，這就是技術挑戰與門檻。"ADI醫療電子負責人王勝說道："光電式確實挑戰很大，受環境影響很大，甚至不同的膚色都會影響信號鏈路，更不用說運動。所以，光電式需要在後端電路做大量的處理，包括運動去除功能等。"並且，他特別提醒："對於智慧手錶廠商本身也有很大的挑戰。終端廠商出一個智慧手錶樣品很簡單，但是要達到好的使用體驗很難，調試需要很長時間，看廠商對於性能的要求。比如前面提到的運動去除，對於不同的運動如籃球、足球、靜坐、靜臥等都要做不同的調整。所以，我認為帶多種健康功能的智慧手錶不是一個普通的消費電子產品，它的技術挑戰非常非常大。沒有核心技術，往下走很難。與手機不一樣，智慧手錶與手環是更具有差異化的東西，難度更大。不要看現在大家一窩蜂地往裡鑽，很快現在的廠商數量會淘汰去9成。"
電極式心電測量能不能單手？
所以，相對來說，目前能提供成熟的電極式方案的廠商會多一些，這裡提到的神念、ADI目前都是主推電極式。
電極式的目前有三個電極和二個電極方案，也即需要三個觸點和兩個觸點（需要三手指或雙手指觸控）來讀取資料，所以，這樣就不能主動讀取資料，這是電極式的最大問題，因為需要消費者有意識地去測量，而不能自動不間斷測量並上傳數位，更不能實現遠端監控。"我們原來想在老人智慧手錶中加入子女遠端監控功能，但是現在採用的電極式方案，不能主動讀取資料，需要使用者有意識地用雙手來讀取資料，這使得我們原有的服務想法無法實施。"映趣科技（inWatch）技術總監林維上不無遺憾地說道。
不過，也有好消息，王勝在一次小型記者會上透露，ADI很快會推出單手生理電勢測量方式。並且，他指出，對於目前的雙手電勢方式，其實技術挑戰也很多，比如功耗、尺寸以及信號鏈調整和演算法等等，"其中，解決基線漂移是個難題，這是系統設計中要重點考慮的。"他認為，不論電極式還是光電式，感測器本身很簡單，後面的電路是關鍵，競爭的核心在信號調整與應用演算法部分。"ADI有多種業務模式，既可以向客戶直接提供晶片，客戶自己設計軟硬體和演算法；也有與協力廠商IDH合作，客戶直接採用他們的方案。而這些IDH是在心電、心率等醫療健康領域有十多年演算法積累的公司。"他解釋，ADI的模擬前端已做好許多調整電路，對於後端是極大的減負的，所以對主晶片的要求不高。主晶片可以用ADI的，也可以用客戶自己選擇的。ADI目前給客戶演示的產品都是採用ADI自己的基於M3內核的處理器。
與ADI相比，神念公司的產品可以用turnkey方式來比喻。"用戶基本拿來即可用，我們不僅提供演算法，而且還與中衛萊康這種協力廠商遠端心臟服務商有良好的合作，用我們晶片的客戶，可以採用中衛萊康的服務。"張彤表示。同時，他也透露，"神念科技正在研製更新的單手心率解決方案，不久就可以出爐了。"他沒有說是什麼方式的，昌旭猜測是光電方式。
蘋果iWatch用的什麼生理測量技術呢？
好啦，現在要回到大家最關心的問題了，iWatch到底會用什麼樣的技術呢?因為蘋果無疑具有趨勢引導的地位，它的測量方式對於跟隨者來說太重要了。昌旭這裡最大的爆料就出來了，據一個供應鏈上朋友透露，iWatch從圖紙上看是光電式感測器。。。事實，這也很符合邏輯：因為目前光電式才可以實現單手測量，從而可以現實主動測量與遠端監控，這也與蘋果要做的有關健康大資料趨勢相吻合。所以，這一次的iWatch上，主要的功能是心率監測與血氧監測了。心電測量目前恐怕還做不到。
至於大家關心的血糖測量問題，iWatch會不會有呢？因為網上爆料出蘋果挖到了血糖監測解決方案開發商C8 MediSensors公司的技術總監烏耶恩-布洛克和感測器公司Senseonics的硬體開發副總裁陶德-懷特赫斯特。這兩家公司都開發了無創檢測血糖的技術和產品。
對此，王勝的分析是，"血糖的檢測目前還是要有創測量，無創測量的資料不準確，參考意義不大。因為本來對測試血糖有需求的人，都是或多或少出現了這方面問題的人，需要精確的資料。從全球的進度來看，血糖的檢測目前還沒有消費級的產品，都是專業級的產品。"
昌旭瞭解，目前能做到成熟的、適合智慧手錶的光電感測器方案，全球來看都不多。當然，傳統的光電感測器很多，但要做到智慧手錶中，需要在體積、功耗和信號調整以及演算法上全面改進。以上提到的兩家公司都會推出光電測量方案，而Silicon Labs前天更是宣佈推出業界首款適用于智慧手機和可穿戴式產品的單晶片數位紫外線（UV）指數光感測器IC，除了測量UV光照強度外，還能測量心臟/脈搏速率、血氧飽和度。並且產品已可提供樣片，一萬片採購數量時，單價為1.10美元起。
資料來源
讓我們首先來分析一下目前主要的生理測量傳感技術。
目前主流的方式有兩種：一種是利用光反射的測量、一種是利用電勢的測量。前者主要為光電傳感測量方式，後者為電極傳感測量方式。光電測量方式目前主要能測量的是心率與血氧指標，而電極式測量的指標更全面一些，可以直接測量心電圖。對此，神念的技術負責人張彤解釋：比如我們的電極式晶片提取的是完整的心電圖，而不是一個簡單的心率資訊。心電圖中有很多詳細的健康資訊，例如P Q R S T五個波形。是醫生用來判斷心臟健康的依據。但是，光電方式做不到這麼細的心率檢測，它主要通過光反射來測量心率：光電心率是根據心臟跳動時，人體全身血管會有微小波動的原理，射出一束光到人的手腕上，並用攝像頭觀察反射的陰影。如果其中有微小變化，則認為心臟跳動一次。因此，光電心率方式有幾個特點如下。
第一，要發射光線，因此費能耗；
第二：不準確，因為任何外來光線的干擾，都會產生一系列誤判；
第三，包含的信息量很少，無法做更多的健康判斷；
第四，為了加強準確性，這種技術要求手錶緊貼在手腕上，減少外部光線，使佩戴者很不舒服，而且在運動時很難保證手錶不鬆動。
第五，心電解決方案所占空間小，而光電心率的相關硬體會佔用更多的空間。
不過，儘管有以上缺點，但是光電測量可以單手操作，不需要像電勢方式那樣需兩個觸點也即雙手來檢測資料，這樣可以實現主動讀取資料和遠端讀取資料，更適合於配合雲端大資料的服務。"其實，光電方式的很多缺點是可以通過後端的電路來調整和修正的，這就是技術挑戰與門檻。"ADI醫療電子負責人王勝說道："光電式確實挑戰很大，受環境影響很大，甚至不同的膚色都會影響信號鏈路，更不用說運動。所以，光電式需要在後端電路做大量的處理，包括運動去除功能等。"並且，他特別提醒："對於智慧手錶廠商本身也有很大的挑戰。終端廠商出一個智慧手錶樣品很簡單，但是要達到好的使用體驗很難，調試需要很長時間，看廠商對於性能的要求。比如前面提到的運動去除，對於不同的運動如籃球、足球、靜坐、靜臥等都要做不同的調整。所以，我認為帶多種健康功能的智慧手錶不是一個普通的消費電子產品，它的技術挑戰非常非常大。沒有核心技術，往下走很難。與手機不一樣，智慧手錶與手環是更具有差異化的東西，難度更大。不要看現在大家一窩蜂地往裡鑽，很快現在的廠商數量會淘汰去9成。"
電極式心電測量能不能單手？
所以，相對來說，目前能提供成熟的電極式方案的廠商會多一些，這裡提到的神念、ADI目前都是主推電極式。
電極式的目前有三個電極和二個電極方案，也即需要三個觸點和兩個觸點（需要三手指或雙手指觸控）來讀取資料，所以，這樣就不能主動讀取資料，這是電極式的最大問題，因為需要消費者有意識地去測量，而不能自動不間斷測量並上傳數位，更不能實現遠端監控。"我們原來想在老人智慧手錶中加入子女遠端監控功能，但是現在採用的電極式方案，不能主動讀取資料，需要使用者有意識地用雙手來讀取資料，這使得我們原有的服務想法無法實施。"映趣科技（inWatch）技術總監林維上不無遺憾地說道。
不過，也有好消息，王勝在一次小型記者會上透露，ADI很快會推出單手生理電勢測量方式。並且，他指出，對於目前的雙手電勢方式，其實技術挑戰也很多，比如功耗、尺寸以及信號鏈調整和演算法等等，"其中，解決基線漂移是個難題，這是系統設計中要重點考慮的。"他認為，不論電極式還是光電式，感測器本身很簡單，後面的電路是關鍵，競爭的核心在信號調整與應用演算法部分。"ADI有多種業務模式，既可以向客戶直接提供晶片，客戶自己設計軟硬體和演算法；也有與協力廠商IDH合作，客戶直接採用他們的方案。而這些IDH是在心電、心率等醫療健康領域有十多年演算法積累的公司。"他解釋，ADI的模擬前端已做好許多調整電路，對於後端是極大的減負的，所以對主晶片的要求不高。主晶片可以用ADI的，也可以用客戶自己選擇的。ADI目前給客戶演示的產品都是採用ADI自己的基於M3內核的處理器。
與ADI相比，神念公司的產品可以用turnkey方式來比喻。"用戶基本拿來即可用，我們不僅提供演算法，而且還與中衛萊康這種協力廠商遠端心臟服務商有良好的合作，用我們晶片的客戶，可以採用中衛萊康的服務。"張彤表示。同時，他也透露，"神念科技正在研製更新的單手心率解決方案，不久就可以出爐了。"他沒有說是什麼方式的，昌旭猜測是光電方式。
好啦，現在要回到大家最關心的問題了，iWatch到底會用什麼樣的技術呢?因為蘋果無疑具有趨勢引導的地位，它的測量方式對於跟隨者來說太重要了。昌旭這裡最大的爆料就出來了，據一個供應鏈上朋友透露，iWatch從圖紙上看是光電式感測器。。。事實，這也很符合邏輯：因為目前光電式才可以實現單手測量，從而可以現實主動測量與遠端監控，這也與蘋果要做的有關健康大資料趨勢相吻合。所以，這一次的iWatch上，主要的功能是心率監測與血氧監測了。心電測量目前恐怕還做不到。
至於大家關心的血糖測量問題，iWatch會不會有呢？因為網上爆料出蘋果挖到了血糖監測解決方案開發商C8 MediSensors公司的技術總監烏耶恩-布洛克和感測器公司Senseonics的硬體開發副總裁陶德-懷特赫斯特。這兩家公司都開發了無創檢測血糖的技術和產品。
對此，王勝的分析是，"血糖的檢測目前還是要有創測量，無創測量的資料不準確，參考意義不大。因為本來對測試血糖有需求的人，都是或多或少出現了這方面問題的人，需要精確的資料。從全球的進度來看，血糖的檢測目前還沒有消費級的產品，都是專業級的產品。"
昌旭瞭解，目前能做到成熟的、適合智慧手錶的光電感測器方案，全球來看都不多。當然，傳統的光電感測器很多，但要做到智慧手錶中，需要在體積、功耗和信號調整以及演算法上全面改進。以上提到的兩家公司都會推出光電測量方案，而Silicon Labs前天更是宣佈推出業界首款適用于智慧手機和可穿戴式產品的單晶片數位紫外線（UV）指數光感測器IC，除了測量UV光照強度外，還能測量心臟/脈搏速率、血氧飽和度。並且產品已可提供樣片，一萬片採購數量時，單價為1.10美元起。
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