智能健康监测眼镜发展现状及趋势

文 陶会荣 陈承浩

1 智能健康监测眼镜发展现状

近年来，智能眼镜发展迅速，谷歌、微软等企业纷纷看好它的发展潜力，进行重点研发，并视之为未来便携可穿戴式智能设备的一个增长点。大数据、云计算等信息技术的进步，助推了智能眼镜在各个领域的快速发展，尤其在健康监测领域，作为新型可穿戴设备，得到了蓬勃发展。不少国内创新型中小企业也看中这一领域市场，投入资金进行研发。在我国，智能健康监测眼镜在健康领域的研究与应用已经开始，但在技术上仍然处于起步阶段。上市产品中，以国外进口产品或采用国外技术的产品较多，国内自主研发且销量较好的产品相对较少，仍有一定的发展瓶颈有待突破。

瓶颈1：多学科交叉领域研究人才缺乏

智能健康监测眼镜的实现涉及到智能控制、某细小医学分支病理、光与人体之间的相互作用、人体工学设计、视频图像处理、信息数据传输与处理等多学科交叉领域的知识（如图1），这对该领域的研发工作者提出了较高的技术水平要求。当前国内的实际情况是多学科交叉领域人才缺乏，医学者并不懂技术，技术人员并不懂医学，导致开发的产品用户体验不佳，在结构和外观上不符合人体工学设计等诸多问题。要想开发出一款人机交互性强、用户体验佳、技术较成熟的产品，研发团队至少需要有三个学科背景的人员加入。开发成本势必随之增加，具有多学科交叉领域知识的技术研究人才也亟待增加，需要构建交叉融合类人才培养机制及体系，以弥补这一人才缺口。

图1 智能健康监测眼镜涉及领域

瓶颈2：产品实用性不佳

如图2所示，一方面是技术问题，视频图像处理功能是智能健康监测的一大重要功能，由于是微孔嵌在镜框上，光线干扰、防水等问题有待进一步解决，视频图像数据处理速度也有待提高；另外语音功能问题，环境、雨雪天气等客观条件均会产生较大影响，健康监测的准确性和实时性有待加强，产品重量有待减轻。总之，整体功能技术将直接影响用户的使用效果。另一方面是外观设计问题，用户体验不佳，传统眼镜增加智能功能之后，用户仍然有舒适和美观的需求，既要考虑智能眼镜的功能性，也要考虑舒适性和美观性，因此智能眼镜外观设计的要求变得更高。未来，还要从产品外观设计方面满足人们不断增长的需求，提升用户的体验感。

图2 产品实用性影响因素

2 智能健康监测眼镜产品

对具有健康监测功能的智能眼镜进行系统梳理，发现所涉及的监测方面比较广泛（如图3）。按照功能划分，包括血压监测、血糖监测、眼健康智能提醒、眼球监测、运动健康监测、智能助眠、智能隐形眼镜等。未来，智能眼镜还会出现更多的健康监测领域，根据人们的需求，监测出更多的人体健康参数。

图3 智能健康监测眼镜分类

2.1 血压监测智能眼镜

血压监测智能眼镜由美国微软研发，在眼镜上嵌入光学技术，采用光学传感器、脉搏传感器等元器件，可以简单、快速、准确地监测佩戴者的血压，比传统充气袖带式手臂测量方法更方便，能充分发挥出眼镜的便携可穿戴性，不仅可以随时随地进行测量，还能连续测量记录佩戴者一整天的血压变化，将数据传输给医生。与手臂式测量方法相比，智能眼镜更具明显优势。

2.2 眼健康智能提醒眼镜

如图4所示，该款眼健康智能提醒眼镜通过嵌入微孔摄像头、距离监测传感器、角度传感器、运动传感器、语音芯片等设备，能实时监测使用者的用眼情况，可以监测、判断、提醒眼睛疲劳情况，提醒使用者的用眼距离以及用眼时间，还可以实现大数据的实时传输处理，比较适合于青少年的近视防控以及司机驾车时使用，能及时进行疲劳提醒，实用性强。

图4 眼健康智能提醒眼镜

2.3 眼球监测智能眼镜

由日本JINS（睛姿）研发上市，在镜框和鼻托处嵌入功能传感器可跟踪、监测人的眼球运动[1]，监测眨眼次数，以此判断使用者的精神集中度和疲劳状况。同时，将实时监测数据传输到智能设备，掌握用户的疲劳状态并适时进行休息提醒。除此之外，还可以通过人眼的眼球运动和头部运动进行游戏操作控制，充满时尚感和科技感。

2.4 运动健康监测智能眼镜

由日本JINS（睛姿）研发上市，服务于大众健康，属于基础运动版智能眼镜，能记录使用者一天的运动状态以及跑步姿势。佩戴者不仅能观看动作指导，还能纠正运动时的错误姿势，从而达到健康运动的目的，使佩戴者享受到更好的健身体验，还能够看到科学运动后的燃脂情况和肌肉变化情况。

图5 日本JINS智能眼镜

2.5 智能睡眠眼镜

由PEGASI出品，针对各类有睡眠障碍的人群，采用美国双稳态双波长技术，可以科学调节人体内具有晚间影响力的褪黑素分泌水平，以改善睡眠不佳的问题，也可用于调节时差。此款眼镜不是睡眠时佩戴，而是在白天佩戴时进行调节，采用折叠设计，便携轻巧，外观充满科技感，用户体验佳。

图6 智能睡眠眼镜

2.6 智能隐形眼镜

2.6.1 血糖监测型隐形眼镜

不仅框架眼镜可作为智能穿戴的新载体，隐形眼镜在医学领域也有了新应用。美国研制出一种可监测血糖浓度的智能隐形眼镜[2]，这得益于微电子技术的发展，泪液中葡萄糖的浓度可以被研制出的新型传感器实时进行监测，并据此管理使用者的饮食和用药情况。除此之外，还有可监测使用者青光眼疾病的智能隐形眼镜。

2.6.2 载药型隐形眼镜

在国内，针对真菌性角膜炎，华南农业大学于2016年发明出一种透明性良好的能承载药物的隐形眼镜[3]，用于纳米药物缓释，可在角膜局部进行高效给药，对人体毒副作用较小，从技术上来说是一项很大的突破，给真菌性角膜炎患者带来了福音。

3 智能健康监测眼镜发展趋势

图7 智能健康监测眼镜发展趋势

智能穿戴设备在未来极具潜力，各种能够进行健康监测的可穿戴载体正在不断挖掘中，如手环、鼠标、衣服、头带、运动耳机等，而眼镜作为一种可穿戴载体，市场前景不可估量。智能健康监测眼镜所能实现的功能不仅包含文中所及，相信随着科技的飞速发展，还会延伸到更多的健康监测领域，不断集成更多的健康参数监测功能，如心率血氧、眼睛疾病监测等。随着人们越来越重视自身健康，可穿戴式智能监测设备便于记录实时数据、提供连续大数据、可及早预防和发现疾病、及时处理应急事件等，在医疗领域将有非常重要的应用，如医生通过佩戴视频监测智能眼镜，可以提高手术质量，记录手术实施的整个细节过程，从而优化工作；另外，5G技术的推出也将推动智能健康监测眼镜实现跨越式发展，使文件、图片、视频等数据处理速度加快，数据传输变得更加流畅，增强人机交互性。未来，智能健康监测眼镜需求量将倍增，市场前景十分广阔。