您所在的位置： &&
&& 市场分析
放疗技术与设备的发展趋势及国内外各类产品状况
文章来源：
　　浏览数：
　　发布时间：
&&&&&&&&&& 一、现代放疗技术的发展
&&&&&&&&&& （一）现代精确放疗技术快速发展
&&&&&&&&&& l.精确放疗的临床意义和作用
&&&&&&&&&& 现代放疗技术发展的主要趋势是发展现代精确放疗临床技术，与传统放射治疗概念已有不同，在重视电离辐射杀伤癌细胞的同时，特别突出了避免照射的概念。即强 调了对体内正常组织的保护，要求在确保最大限度保护人体正常组织或器官的条件下， 摧毁人体内的肿瘤病灶。 事实上，许多人体正常组织或器官相对肿瘤病灶而言，对射线更敏感，如果不能有效地保护射线人射路径上那些正常的人体组织，当肿瘤病灶（靶区）的剂世达到致 死剂盈时，那些正常的人体组织已经被严重损伤。提高肿瘤局部控制率的途径主要是 提高靶区的剂量，如图5-4所示，当靶区剂量从65Gy提高到80Gy以上，肿瘤局部控制率则从低于50%上升到90%以上。
&&&&&&&&&& 避免照射和提高肿瘤局部控制率这两方面的要求，对X射线外照射技术来讲，是 一种相互矛盾的限制，要同时满足遮荫方面的要求，在技术上无疑是个突破。传统观念认为：由于X射线在物质中的穿透特性在建成区后单调下降，而质子或重离子射线 则存在Bragg峰，因此，外照射X射线在人体内产生的三维剂量场分布远不及质子或重离子射线。然而，20世纪80年代兴起的脑部立体定向放射治疗技术，以及近年发展成熟的三维适形和调强放射治疗技术，从剂量学角度看，已经完全突破了传统观念对MV级X射线外照射的认识。 从工程技术角度归纳上述精确放荆治疗技术对医用电子直线加速器及其配套系统的新要求，主要体现在以下几个方面：
&&&&&&&&&& ①位置精度从几个毫米要求提高到1mm以下；
&&&&&&&&&& ②辐射场分布从简单的均匀分布提高到按优化设计的目标函数要求实现强度可调变分 布；
&&&&&&&&&& ③放射治疗的QA/QC从静态模式提高到放剩治疗全过程的实时动态模式。
&&&&&&&&&& 2.精确放疗技术的发展随着20世纪80年代和90年代国际计算医学与医学放射物理学的发展，包括复杂
粒子（光子、电子、质子等）放射模拟计算、医学图像处理等技术在内的各类放疗计 划系统软件的发展，以及日益马肿瘤临床治疗学等学科技术的密切结合与应用，使肿瘤放射治疗从传统的二维（平面）常规放疗发展到今天的三维（立体定向）数字化精 确放疗。 精确放射治疗技术，实际就是指采用现代化的计算机技术、医学影像技术、放射 生物技术、放射物理技术和临床肿瘤治疗技术为手段，对肿瘤进行&精确诊断、精确 定位、精确计划、精确治疗&（即&四精&）的一种新的集成放射治疗技术。它包括： 立体定向放射外科手术(SRS，单次大剂量定向放疗，如X刀和 &刀)、立体定向放射 治疗（SRT，分次小剂量定向放疗）、三维适形放射治疗（3D CRT，主要针对较大的复 杂形状肿瘤，使外部射束投影形状与靶区相一致，追求射束适形）、调强适形放射治疗（IMRT，使肿瘤靶区边缘各点物理剂量或生物学剂量分布相等，追求空问精确剂量分布适形）以及图像引导的放射治疗（IGRT，在SRS、SRT、CRT、IMRT基础上，结合采 用Cone Beam CT、非晶硅平板探测器、红外光电跟踪、心电监测与呼吸门控等技术，进行实时影像引导与治疗验证）等。精确放射治疗技术能明显提高肿瘤的局部控制率， 降低正常组织的并发症，从而提高治疗效果。&
&&&&&&&&&& 在实际应用中可按靶区的位置与形状大小选用小同的糈确放剁治疗技术。SRS、 SRT的照射特点主要是基于圆形准直器（圆形照射野），并进行多弧、非共面、旋转、 聚焦、集束方式照射靶区，它平均到每个单位弧度下的出束剂量很小（很安全），但整个计划弧度下的综合聚焦照射靶区的总剂量则很高（达到肿瘤致死剂量），而且剂量围 绕靶区较为集中，从靶区边缘到周围正常组织过渡的剂量剃度很大，剂量下降陡峭[形似刀切一样，故俗称X（&）刀]。SRS、SRT主要适用于大部分颅内和少部分体部的类圆形小肿瘤的治疗。
&&&&&&&&&& 而3D CRT和IMRT的适用范围较广，能治疗各部位不规则形 状的较大肿瘤。3D CRT技术已基本成熟，它主要通过传统的适形挡铅技术，以及电动（或手动）多叶准直器技术，使各方向外部射束投影形状与三维计划靶区投影形状相一致（追求射束外部特征适形）。这对于大多数（约占80%）凸形靶区来说，3D CRT计 划设计技术已经足够对付，可以较好的分开靶区和正常组织，靶区剂量适形度较好，周围正常组织器官受量较小。从某种意义上说，SRS、SRT可以看作为是3D CRT适形放 疗的一个特例。但3D CRT技术对于约占有20%的复杂凹形靶区（如鼻咽癌、腰椎转移瘤、胸膜间壁瘤等情形）来说则显得有些不足，其靶区边缘剂量包络的适形度不够 好，脑干、脊椎及肺部等靶区周围正常组织受到了较高的剂量照射。
&&&&&&&&&& 这主要是因为3DCRT照射时各射野的治疗机出束剂量都是均匀的，在照射凹形靶区的同时也照射到了 凹形区域内的正常组织（如脑干、脊椎等），这就制约了给靶区更高的剂量。而IMRT技术可以通过调制各照射野方向上的剂量分神，使出柬剂量分布能够满足按照医生和 物理师所需要的理想的非均匀性的剂量分布，例如出现在某个射野中凹形靶区与部分危及器官重叠时的情形，应能做到：在靶区没有与相邻危及器官重叠的部分区域应给 予足够高的剂量照射，而在靶区和部分相邻危及器官重叠的部分区域则进行优化而减小其照射剂量，并能从其他方向射野增补该射野下为保护危硬器官而减少的对重叠部分靶区的剂量，使之真正实现凹形靶区的调强剂量适形。&
&&&&&&&&&& IMRT被认为是当今肿瘤放疗技术的重大突破，它产生的剂量分布要明显优于3DCRT技术，也能得到更好的治疗效果，一般主要应用于外照射适形治疗不能奏效的复杂凹形靶区，或者部位敏感而且其肿瘤周围危及器官较多情况下的复杂靶区治疗，并 已在我国比较高发的头颈部肿瘤（鼻咽癌）、癌、腰椎转移瘤等临床治疗中基本得到证实。当然列于内照射来说，具有三维治疗计划支持的近距离介入放疗也依然视 作为是一种先进的IMRT模式治疗。IMRT计划与治疗，对放疗影像定位（包括CT影 像引导定位、实时平板探测器影像引导定位）、三维全身放疗计划系统、以及加速器（包括多叶准直器等）复杂射束控制与治疗验证等工作流程和数据流发送带来了全新的 变革，也给医生和物理师提出了更高的要求，促使整个放射治疗设备与影像定位技术、 实时验证与质量控制技术等密切结合，并综合集成，向精确化、数字化和网络化方向发展。&
&&&&&&&&&& 实际上，精确放疗与常规放疗相比，区别虽然较多，但最本质性的（或关键性的） 区别在于拥有三维放疗计划系统的支持和保证。三维放疗计划系统由CT、MRI、PET等影像定位系统、兰维治疗计划设计与评估系统、射野准直器（即射束成形控制）与治疗复位系统等组成。它模拟了精确放疗整个治疗工作流程以及治疗机物理参数与人体吸收剂量（包括算法计算与修正），联接了影像诊断与定位、治疗计划、治疗实施与验证等主要设备，是临床医生、物理师制定病人治疗方案和质量保证的工作平台与结合部（最终输出报告需要医生和物理师共同审核和签字），因而当然成为其整个精确放 疗的核心环节。&
&&&&&&&&&& 目前很难想像如果没有三维治疗计划系统的支持也能开展现代精确放疗。以鼻咽癌为例：一般鼻咽癌病例靶区周围危及器官较多，如眼睛、脑干、颈椎、两侧腮腺等。 常规开野照射时，靶区和部分正常组织同时受到了较高的剂量照射，很难再提高靶区剂量，因为周围正常组织保护剂量限制了对靶区的进一步给量。3D CRT比常规放疗要好很多，但对鼻咽癌情形，如前所述，由于保护器官太多，正常的入射角度选择较难， 剂量适形度仍然较低。而IMRT -般采用先进的逆向计划没计模式，即医生先设定临床靶区目标剂量和危及器官保护剂量以及剂量误差限度等条件，然后由计算机进行先 进逆向算法计算，并从无数多种可能的射野方案中，自动优化给出达到接近目标剂量分布较为理想的定向劓束组合参数及出束剂量等精确治疗方案。这种逆向IMRT计算模式对计算机硬件配置要求较高，为了缩短计算时间，通常采用并行加速算法，而这剥于单纯用人脑思维设计来说，显然是很难完成的。IMRT逆向治疗计划极大的提高了医生和物理师对靶区治疗剂量和危机器官保护剂量的权衡把握能力和精确设计能力， 大幅度提高工作效率，拓展了加速器等治疗机的治疗手段，显著提高了靶区治疗精度，避免了周围正常组织器官的放射性损伤，深得医生、物理师和患者的欢迎。&
&&&&&&&&&& 一般形象的说，精确放疗系统由&炮弹&&&即医用直线加速器（或钻- 60机 等），以及&瞄准器&&&即三维（调强适形）放射治疗计划系统和实时影像（剂嚣）验证系统等组成，并由此共同组成精确X(7)刀系统、3D CRT、JMRT邗ICRT系统。 在未来相当长的时期内，&高能束炮弹&主要向高可靠性和稳定性、以及数字化、自动 化方向发展，进一步提高出束能量似乎功效比并不大，目前国内外X刀及适形调强主 要用6MV，10MV、15MV能量档虽有使用但相对较少。而&瞄准器&的发展将相对更快、更突出和更精确。三维调强治疗计划系统如前已述，而国外内置式(27、40、60对)和国内外置式(28对)电动多叶准直器系统已使射束成形操控能力大大增强，实 时影像引导及射野验证系统( IGRT、EPID)的配备使照射更加精确可靠，也使得整个放疗处于高效、精确和安全运转之中，确保了对复杂肿瘤的精确打击能力和效果。以治疗计划为核心开展精确调强适形放疗(IMRT)及影像引导治疗(ICRT)，是目前肿 瘤放疗技术的高级阶段或前瞻性主流技术。&
&&&&&&&&&& 20世纪90年代开始，国际匕三大医用加速器厂商(美国Varian，德国Siemens，瑞典 Elekta)巳纷纷推出了Digitized Linear Accelerators的新一代产品，如Varian公司的 Clinac EX&Platinum和最新推出的Dynamic TargetingTM IGRT产品、Elekta岔司的Synergy产 品和Siemens公司的ONCOR产品。除具备常规型医用电子直线加速器的功能外，都配 备了多叶准直器(MLC)和MV级端口成像系统(EPID)，因此均具备调强适形(IMRT)功能、图像引导(ICRT)功能和MV级锥形束CT成像功能。Elekta公司的Synergy产品还配备了kV级影像系统，实现了放射治疗全过程QA、QC的实时动态模式。 今后，随着分子影像学及其生物功能性影像技术（如PET - CT等）的迅速发展，靶区内的乏氧区能够实现影像显示、并能得到高剂量的照射，则高I皿1射线在放疗中的作用将显著减弱。
&&&&&&&&&& 2l世纪放疗技术发展的主流仍将是高能X射线的精确放射治疗技术，特别是物理和生物学优化的调强放疗技术。由于这些放疗技术的共同特点是肿瘤 剂量分布的高剂量区外围有十分陡的剂量下降梯度，从而使得高精度、高剂量、高疗 效和低损伤（即三高一低）的现代放疗模式得以实现。
&&&&&&&&&& （二）放疗设备集成化、网络化，组建可互通的国家级和区域性的一体 化精确放疗网络（信息）系统质控平台是重要发展趋势精确放射治疗过程可能会涉及到很多核心设备和外围设备，包括：三维立体定向 （适形及调强）放射治疗计划系统投其附设（含扫描仪、打印机、数据存储设备如磁带机、光盘机驶其阵列等）；CT模拟定位（机）系统；常规（数字化和非数字化X线）模拟定位机；核磁共振成像系统（MRI）；PET/CT，医用直线加速器；内外置多叶准直器系统；影像验证系统；钻- 60治疗机；后装治疗机；以及剂量仪、水箱测试设备等。这些设备之间需要通过网络联系起来井进行通用放疗图文数据通信传输(即DICOM RT)才能更好的更有效的发挥作用。网络化是放疗集成化和数字化发展的 必然。
&&&&&&&&&& 此外，现代肿瘤精确放射治疗的流程包括了临床检查与诊断（CT、MRI、PET、 SPECT、US等）、放疗方案的设计与验证、放射治疗的执行，以及预后的随访。整个治疗流程涉及到医院的检验、影像、手术、内科等不同科室和医生、护士、物理师、技师、工程师、统计师各类别技术人员，是一个大的系统J程。它不仅要依靠医院网络 系统、电于病历和放疗专业网络来实现其全部功能，也需要有，呲格的质量保证(QA)和质量控制(OC)体系来确保其顺利实施。
&&&&&&&&&& 因此现代放疗的治疗水平，很大程度上要 靠一个一体化的放疗网络（信息）系统质控平台来保证，也就是立足于信息化网络手 段，组织各学科的临床和物理专家制定肿瘤的规范化治疗原则、精确的定位和周密的放疗计划，使病人得到最好的治疗，最大限度提高病人生存和生恬质量。 国际上目前普遍采用IHE - RO（Integrating the Healthcare Enterprise - RadiationOcology，即集成健康计划或一体化医疗信息计划一股射肿瘤学）作为放疗网络（信息）管理系统( RTLS)的构建框架思想。 由美国放射肿瘤学会（ASTRO）、欧洲放射肿瘤学会（ESTRO）、美国医学物理师协会(AAPM)、北美放射学会(RNSA)、美国电气工程师协会(NEMA)、医疗信息管理系统学会( HIMSS)和美国国家健康研究院(NJH)炯痖研究所(NCI)、国际原子能研究机构(IAA)，联合中国、口本、印度和埃及等l封的放射肿瘤学会以及Varian、 Siemens、Elekla、CE、Philips、ADAC、CMS，TomnLherapy等组织和著名企业，于2004年12月在美国联合发起成立国际IHE - RO（集成健康计划或一体化医疗信息计划一放 射肿瘤学）组织，并前后相继成立了IHE - RO（放射肿瘤学）规划委员会和技术委员 会。我国中华医学会放射肿瘤治疗学分会和中国生物医学工程学会医学物理分会推选 邱学军研究员作为代表中国的唯一委员加入国际IHE - RO规划委员会。
&&&&&&&&&& 从2005年起， 每年召开北美放射学会( RSNA)和ASTRO（美国放射肿瘤学）年会时，均同时同地召 开国际IHE - RO规划委员会和技术委员会年会，交流、兼顾并统一有关参加国的IHE- RO的工作流程、构建框架、数据流和示范病例等。 IHE - RO整合了现有的VARIS、IMPAC、LANTIS等局部科室放疗网络（信息）系统，重点解决各系统信息网络互联和互通的问题，特别是统一国际间放疗图文数据传输与通信标准问题，如DICOM 3 0和DICOM RT（放疗图文信息传输标准协议）问题， 以及HL7（医院信息系统中的）健康信息系统标准等问题。国际IHE - RO组织将于2006年在ASTR。年会上正式给出统一的国际放疗QA／QC规范的放射治疗示范病例 ( RT Use Case)，以及影像诊断、定位、计划与治疗工作流(Working Flow)和一体化放 疗网络（信息）系统技术框架(RTIS Technical Frame)，井指导放疗网络（信息）系统设计与建设。
&&&&&&&&&& 目前IHE - RO提供了供各国放疗协会和企业参考的RT Use Case和Work-ing Flow和RTIS Technical Frame。各国根据自身国情来协调研究制定自己的与国际接轨的放疗QA和相应的RTIS系统。 IHE - RO对放疗网络（信息）管理系统(RTIS)及其协作网建设的指导框架思想概括如下：
&&&&&&&&&& ①必须体现放疗特色；
&&&&&&&&&& ②必须以放疗循证医学为基础；
&&&&&&&&&& ③应以国际IHE -RO放疔规范并结合各国国情为原则制定放疗规范；
&&&&&&&&&& ④RTLS应咀放射治疗计划（含医 生工作站）为主要核心技术内容；
&&&&&&&&&& ⑤完成与国际接轨的体现国情和地域特色的一体化放疗网络（信息）管理与网络集成。 一体化放疗网络（信息）管理系统( RTJS)及萁协作网建设将关系到医院内外、 国际国内放疗信息（包括放疗信息数据传输标准化）能否共享资源并起到放疗QA远 程服务与监督作用的重要基础性工作。
&&&&&&&&&& （三）国际上重视并积极研究、制定、完善肿瘤放射治疗规范与技术标准
&&&&&&&&&& 由于放射治疗是采用放射线和核技术为主要予段的治疗方法，所以它不同于其他 的医疗治疗方法，它既涉世到病人的治疗效果和安全，也涉及到对环境、周围人群、 工作人员的安全与防护。因此，为了确保它的安全可靠，国际上普遍开展了肿瘤放射治疗QA/QC体系的研究，并通过相关的法规体系和行政措施剥其进行干预。精确放射 治疗以放疗网络（信息）系统质控平台为基础，解决r常规放射治疗各环节QA/QC难 以控制的缺点，将先进放射治疗资源与公认的放射治疗技术规范或标准相融合，共同保证精确放射治疗全过程的实施。
&&&&&&&&&& 目前，西方发达国家已基本实现了从常规放射治疗 向精确放射治疗的转变，世界上不少国家（例如美国、加拿大、1j本、瑞典等）已经 建立了精确放射治疗的QA/QC技术标准干&规范，并且日趋完善。 近几年来，面对一些新的算法及放疗新技术的研发应用，也需要研究和补充制定其相应的规范，如目前国际计算机界和放射物理界正在热烈探讨和开展在医用亩线加 速器情形下蒙特卡罗光子模拟剂量计算方法，及其在精确三维放疗计划以及调强放疗 计划应用的前瞻性研究。
&&&&&&&&&& 目前的光子模拟剂量计算算法主要是采用Clarkson散射积分和笔形束卷积值加算法两种。在复杂的鼻咽癌调强放疗情形下，由于此处组织密度变 化很大，其目前采用的算法误差较大（平均剂量误差为2%一3u/0，但在个别剂量线上 剂量误差达20%~ 30%）。而应用蒙特忙罗光子模拟剂量计算方法，美国和加拿大等国已经有实验和长时间计算结果表明，在所有情况下剂量计算误差仅为1% - 2%。目前 应用蒙特卡罗光子模拟剂量计算方法虽然还存在问题，主要是：用PC机计算一次计划 至少4-8小时以上，有时约儿天时间，修改计划需更长叫间；虽然声称个别模型能在 20分钟算完一次计划，但需要多组并行CPU计算，复杂情况下有时甚至采用16 - 32个多组CPU并行方可计算完成，成本昂贵，难以商业上真正推广使用。但町以预计， 蒙特}罗光子模拟剂量计算方法将是未来新一代先进精确放疗光子模拟与计划的替代 标准。&
&&&&&&&&&& 用CT进行三维肿痛空间定位的CT模拟定位系统(CTSim)以及近来迅速发展的影 像引导放射治疗( IGRT)和剂量引导放射治疗(DGRT)是只前国际肿瘤影像定位及引 导精确放疗技术发展的新内容。这些都需要新的标准与规范来指导治疗。 ICRT主要是依据各种影像手段尽可能实时地（如不同时序相位扫描研究，在放疗 机头上安装CONE - BEAM CT成像引导，以及安装平板探测器，安装呼吸门控等）进行靶区位移跟踪和实时射束成形探测，使治疗处于精确和可控制范畴内治疗。ICRT已 经成为医学影像与放射治疗密切结合的大型数字化医疗设备的典范。&
&&&&&&&&&& DCRT技术仍然需要进一步研究发展，它主要是依据人体剂量吸收分布评价来指导治疗计划设计与最终出束总量控制肿瘤以及治疗靶区边界定义的医学软件基础规范研究，它涉及到整个放疗规范研究，在国际上也是非常得到关注的重要前瞻性研宄内容。不同叫段、不同周期由于人体外形或靶区体积的改变或者其他因素影响，会对原 有治疗计划方案（或剂量）进行调整或修正。此外，依拄}l型际放射计量委员会(ICRU)报告，不同的科室医生刘同一个肿瘤在CT、MRI、PET等图像上的边界确认范围不尽 相同。因此，必须一致地制定大家都需要遵守的医学规范即对肿瘤边界的画定方法。 ICRU 50号和62号报告申明了关于CTV（实体肿瘤显现体积）、CTV（砸临床边界或肿瘤浸润体积）、PTV（计划靶体积）等边界定义，但仍然没有说明CTV和PTV到底需要 勾画多大或往外扩多少。
&&&&&&&&&& 它其实跟临床实际照射和临床操作经验有关。无论如何仍然 必须确定下来有关GTV、CTV、PTV的边界，否则精确放疗的规范无法得到明确。因此 迫切需要制定一个相对可操作的有临床统计意义的参考边界确定规范。 放疗规范与标准研究制定涉及到整个放疗的QA／QC问题，是全局性研究课题，是 当前国际国内政府卫生部门、医疗机构及放疗界都鲫临的优先要解决的重点课题之一。 放疗规范涉及到基于循证医学的肿瘤临床规范化诊疗方案研究、放疗物理设备及其各种照射技术的QA/QC研究（如算法、精度、工作流、验汪记录、报告、数据存俏与通 信等）以及放疗网络（信息）系统设计方案与建设运行规范等。很显然，它也是影响和规范其放疗装备产业发展的最萤要影响政策之一。
网络实名：　技术支持：锐进广告Copyright & &
地址：广州市江夏东二路3号尚龙大厦5楼
邮编：510420
&&客服热线：
E-mail：&&
互联网药品信息服务资格证书：
　增值电信业务经营许可证
找医疗器械、医疗设备、医疗仪器、医用耗材、，就来3618医疗器械网！EAFo智能工业创新应用论坛
ETFo4G/LTE技术与应用论坛/p>
ETFo无线充电技术与系统设计论坛
上海·汽车电子与零组件技术论坛
第二届 无线通信技术论坛
移入鼠标可放大二维码
智能穿戴设备关键技术及其发展趋势
来源：移动通信
作者：肖征荣 张丽云日 08:58
[导读] 对智能穿戴设备发展现状和关键技术进行了分析，包括传感技术、显示技术、芯片技术、操作系统、无线通信技术、数据处理技术、提高续航时间技术等。展望了智能穿戴设备在市场、产业链方面与相关技术的融合、安全性及相关应用的发展趋势。
　　1 引言
　　随着移动通信技术的发展， 移动互联网日益普及，传统互联网已经在向移动互联网迁移，智能穿戴设备近年来发展的非常迅速，成为一个热点行业。智能穿戴产品涉及的领域十分广泛，从眼镜、娱乐、儿童监护、健康、智能家居、智能服饰到通信等领域，可以加入拍照、语音识别、镜片导航、体重监测等各种功能。可以认为智能穿戴设备是一种基于移动互联网的、具有高性能低功耗特点的智能终端，其展现形式不是手机，而是日常生活中的可穿戴物品。它过借助传感器，与人体进行信息交互，是一种在新理念下诞生的智能设备，具有广泛的应用领域，并能够根据用户需求不断升级。智能穿戴设备在提高人们生活品质、促进生活方式智能化方面将会起到很重要的作用，智能穿戴设备产业将迎来巨大的市场空间。
　　2 智能穿戴设备发展现状
　　按照主要功能的不同，智能穿戴设备产品可以划分为以下几类：运动健康类、体感交互类、信息资讯类、医疗健康类和综合功能类等，每类设备针对不同的细分市场和消费人群。运动和医疗健康类的设备有运动、体侧腕带及智能手环，主要消费人群为大众消费者；体感控制和综合功能类的设备有智能眼镜等，消费人群以年轻人为主；信息咨询类的设备有智能手表，主要消费人群为大众消费者。从目前来看，医疗和运动健康类设备使用的用户较多。
　　随着智能穿戴产业竞争日趋激烈，同质化产品现象越来越严重，各类只具备单一功能的智能硬件纷纷开始与其他智能硬件寻求合作。在未来，随着单一领域的智能穿戴产品技术日渐成熟，不同领域和功能诉求的产品会根据用户实际需求在功能上实现互补，从而带来更符合用户需求的智能体验，发展方向也会日渐明确和多元化。
　　目前市场上的智能穿戴产品主要有手环类产品、手表类产品、眼镜类产品和便携医疗设备类产品等，如三星、索尼、华为、小米的智能手环，苹果、三星的智能手表，谷歌的智能眼镜等。此外，还有一些珠宝、纽扣类、饰品类以及可放入口袋或嵌入服装内的产品等，如施华洛世奇推出的SwarovskiShine太阳能可穿戴设备系列，Opening Ceremony推出的MICA智能手镯。
　　3 智能穿戴设备关键技术
　　智能穿戴设备产业涉及的技术范围较广，包括传感技术、显示技术、芯片技术、操作系统、无线通信技术、数据计算处理技术、提高续航时间技术、数据交互技术等。
　　3.1 传感技术
　　传感技术主要完成语音控制、眼球追踪、手势辨别、生理监控（包括心跳、血压、睡眠质量等）、环境感知（如温度、湿度、位置和压力等）等。目前，应用较多的传感器类型有骨传导、音源感测、肌电感测、重力感测、影像感测、陀螺仪、加速度计、磁力计、方向感测、线性加速度感测、光体积讯号变化感测模组、心电图脑波感测模组、眼球追踪感测等。
　　3.2 显示技术
　　目前应用在智能穿戴设备中的常见显示技术包括薄膜电晶体液晶显示器、主动式矩阵有机发光二极体、有机发光二极体、发光二极体与电子纸等。除此之外，目前主要的3种穿戴式显示技术是：
　　（1）微型显示：如硅基液晶，微机电系统/数位光源处理、镭射扫描等。
　　（2）柔性显示：目前，日本半导体实验室、苹果、三星、LG、Philips、诺基亚等巨头正积极开发并推进可弯曲的柔性屏幕、电池和人机界面系统并进行专利布局。现阶段主流柔性显示技术的研发瓶颈主要聚焦在以下几个方面：
　　1）显示技术所用核心光电材料及相关功能材料性能的改进、提高，包括新材料的研发等；
　　2）器件封装基板及相关封装材料的研发；
　　3）更高显示性能参数和效率的显示器件结构设计和优化；
　　4）低功耗、高效率驱动电路的设计和优化；
　　5）低成本材料、制作工艺研发及产业化等。
　　（3）透明面板：透明显示已开始应用于公共看板与橱窗等，如果应用于个人穿戴，需再提升穿透率与解析度。
　　3.3 芯片
　　智能穿戴设备芯片可以分为3类：
　　（1）以现有手机处理器为核心的芯片：如三星Galaxy Gear采用的Exynos 4212，Google Glass采用的OMAP 4430，其优点是有效利用已有平台加速开发且功能强大。
　　（2）基于单片机（MCU）的产品：如Pebble手表、FitBit One手环都是基于ARM Cortex-M结构的MCU产品。
　　（3）专门针对智能穿戴设备的芯片：英特尔推出的针对穿戴式设备芯片方案Intel Edison是双核芯片，一部分支持安卓系统，另一部分则支持实时操作系统；高通推出的Toq处理器，为可穿戴设备专门定制产品，采用ARM Cortex-M3架构；博通推出的BCM4771处理器，集成定位功能；国内北京君正的芯片JZ4775，集成了CPU、Flash、LPDDR、Wi-Fi、Bluetooth、FM、NFC和压力传感器、温湿度传感器等所有器件。
　　3.4 操作系统
　　智能穿戴设备采用的操作系统主要有3类：
　　（1）嵌入式实时操作系统（RTOS）：具有功耗低、任务单一的特点。如三星智能腕带Gear Fit采用的实时操作系统。
　　（2）基于Android平台进行修改的操作系统。如三星第二代智能手表Gear 2和Gear 2 Neo搭载的Tizen操作系统。
　　（3）专有操作系统：谷歌推出的Android Wear，北京君正推出的Newton平台等。
　　3.5 无线通信技术
　　对于智能穿戴设备的应用而言，短距离无线通信技术更适合智能穿戴用户之间、智能穿戴设备与其他便携式电子设备之间的数据通信和信息共享。目前智能穿戴设备与终端的通信大部分是基于W L A N 、蓝牙、NFC等短距离无线通信技术，应用数据的同步采用私有协议。用户可以通过NFC技术将可穿戴设备与智能手机相连，不需要其他复杂的设置；用户可以通过蓝牙和WLAN技术从可穿戴设备中获取数据，并将数据发送到智能手机或云端，同时又不会消耗太多电量；用户还可以借助WLAN直连技术直接将2个Wi-Fi设备连接在一起，无需设置接入点。此外，智能穿戴设备也可以通过3G、LTE等移动通信技术进行数据传输或分享。
　　3.6 数据计算处理技术
　　人机交互输出界面或回馈包括文字显示、数据分析、语音反馈、动态或虚拟影像等，所有这些输出界面的呈现都必须透过内容运算系统分析，如扩增现实（Augmented Reality，AR）、虚拟现实（VirtualReality，VR）、AR结合VR的混合现实（MixedReality）、立体投影等各种现实内容计算和环境感知分析以及各种测量分析计算如血压、血氧、心率、脉搏、体温等。此外，云计算、大数据等相关数据处理技术，可以将智能穿戴设备采集的数据及时、准确地发送到后台，通过对收集到的数据进行有效的统计分析，可以为用户提供合理的建议。
　　3.7 提高续航时间技术
　　在智能穿戴技术里，如何提高设备的续航时间是关注的重点，也是要解决的重要问题。目前主要的解决方法有3种：一是从操作系统、芯片、屏幕以及终互联等方面来减少功耗，在性能与功耗之间找到平衡点；二是增加电池容量，如弯曲电池技术可在缩小电池体积的同时增加电池容量；三是通过无线充电、极速充电、太阳能和生物充电等技术缓解该问题，但这些充电技术大多处于研究阶段，尚未大规模商用。
　　3.8 数据交互技术
　　智能穿戴设备的价值不仅是简单的硬件功能，还包括依托于硬件的软件和数据服务。但是目前很多厂商的应用和云服务封闭，存在数据孤岛，不能与其他设备共享数据，缺乏开放产业生态环境。因此需要开放并统一智能穿戴设备、手机、云服务之间的接口，推动信息的流动和共享，消除数据孤岛，为用户创造出更多的价值。
　　智能穿戴设备与云平台的交互方式，按照通信方式的不同可以分为2种：一类是智能穿戴设备具备通信能力，能够直接与云平台交互；另一类是可穿戴设备不具备通信能力，需要通过手机与云平台交互。
　　4 智能穿戴设备发展展望
　　4.1 市场规模进一步扩大
　　随着智能穿戴设备在2014年的爆发，2015年随着苹果的Apple Watch正式推出，华为的Huawei Watch、HTC的Grip健身手环和虚拟现实头戴设备Vive等新产品的发布，智能穿戴产品将会变得更加时尚、智能，种类将更加丰富。据IHS预计，全球可穿戴设备市场在2018年将达300亿美元。IDC预计2018年全球出货量将达到1.119亿部，年复合增长率达到78.4%。
　　4.2 产业链各方进一步加强合作
　　可穿戴设备市场产业链主要包括硬件、行业应用、社交平台、运营服务、大数据、云计算等环节。目前可穿戴设备产业还不够成熟，不同厂家的产品彼此独立封闭缺少合作，数据缺乏有效共享。同时每个可穿戴设备都开发自己的应用以及数据业务平台。这种端到端的研发模式投入大而且风险高，同时人力资源分散，难以专注于自己的核心优势。未来智能穿戴设备产业链上各方将会加强合作，共同促进该行业的发展。
　　4.3 智能穿戴设备与相关技术进一步融合并标准化
　　通过标准化可以促进产业分工以及加强不同领域企业间的互通合作，从而优化资源配置，提高研发效率和质量，使得产业链中各方加强创新，打造出有核心竞争力的产品。可穿戴设备与手机的数据管理和应用接口标准化，便于实现多种可穿戴设备整合，降低第三方开发应用的复杂度，多数据融合和共享标准化，便于用户统一管理和拓展生态链。
　　随着智能穿戴设备市场的扩大，智能穿戴设备与生命健康、移动互联网技术将进一步融合，可穿戴设备低功耗设计和研发水平将进一步得到提高，智能人机交互技术及产品应用将会得到发展。在低功耗与高效能的微处理器、智能人机交互、柔性可拉伸器件、微型化供能、短距离无线通信等关键技术得到进一步突破之后，智能穿戴设备的市场将进一步扩大。
　　4.4 智能穿戴设备安全性进一步加强
　　大部分智能穿戴设备采用开放式操作系统，且与外部通信采用无线连接方式。而且现阶段产品开发更多注重的是功能的实现，对于设备本身安全性关注并不高，导致存在诸多安全风险。智能穿戴设备面临的主要信息安全风险来自于2个方面：内部漏洞和外部攻击。
　　部分具备虚拟现实功能的智能穿戴设备使用户在使用时会分散注意力，影响用户人身安全。GoogleGlass使用户眼睛长时间聚焦，这可能会对原来人的生理结构产生一定影响。所有电子设备都会产生辐射，而智能穿戴设备长期与人体贴身接触，特别是眼镜、头盔等头戴式设备，所以对智能穿戴设备的辐射进控制、要求和规范显得尤为重要。部分与皮肤长期接触的可穿戴设备造成使用者皮肤产生不适或过敏反应，需要防止可穿戴设备对身体造成的伤害。随着智能穿戴设备的普及，智能穿戴设备的安全性将会受到更多关注，其安全性将会得到逐步提高。
　　4.5 相关应用越来越丰富
　　目前，面向智能穿戴设备开发的应用较少。在应用程序的数量上，如Pebble智能手表有1 000多种应用，而索尼智能手表有200多种应用，Gear则只有70多种。与智能手机产品用户需求不同，各类智能穿戴产品面向不同的细分市场，所以智能穿戴应用的生态系统碎片化严重，这也是可穿戴应用较少的原因之一。开发人员为这些环境开发应用变得非常困难，时间和精力成本大大提升，而应用正是智能穿戴设备发展的关键。
　　另外， 一些杀手级应用对于可穿戴设备的普及必不可少。而目前很多可穿戴应用仍然像是智能手机和平板电脑应用的扩展，可穿戴应用需要打破这种模式，针对智能手机做不到的事情开发应用。未来占据智能穿戴设备重要市场份额的腕带类设备在健康和健身类别将产生杀手级应用，一款原生于智能穿戴设备的广泛应用，将有助于推动智能穿戴设备的普及和应用开发。
可穿戴设备相关文章
可穿戴设备相关下载
传感器相关文章
传感器相关下载
技术交流、积极发言！ 发表评请遵守相关规定。
创新实用技术专题
Android和iOS两个平台在技术和应用程序商店战略上存在明显的不同，开发人员也...
Copyright &
.All Rights Reserved