在商業調研中,我們還發現一件有趣的事,很多病人本身其實不樂意用藥,尤其是兒童病患。

戴森是一家什么公司?

這個問題答案非常多樣,因為它的業務相當多元,它是消費電子公司,也是科技公司,當然也可以說是設計公司,但有一個關鍵詞值得留意,那就是「發明」。

戴森創始人所寫的書就叫《發明》(invention),其實不光是從創始人到公司層面重視這個詞,戴森每年舉辦的戴森設計大獎其實更在鼓勵來自年輕人的創意、設計和發明。就在不久前,2023 年戴森設計大獎中國大陸賽區三強今日正式揭曉。清華大學房昱安團隊作品「水木呼吸」、浙江大學馮書閱團隊作品 MechCircuit、北京理工大學潘文娟團隊作品 Portable Stroke Detector,從中國大陸賽區的 590 份作品中脫穎而出,分別榮膺本屆大獎冠亞季軍。

戴森的產品大多集中在日常消費領域,而今年的戴森設計大獎中國大陸賽區的很多作品則著眼于生活中的各種場景,比如冠軍作品「水木呼吸」是一款針對呼吸道慢性疾病的創新醫療解決方案,由來自清華大學博士房昱安與北京大學碩士張謀偉研發。該設計采用聲學氣流轉換技術,集成了傳感芯片系統、物聯網智慧算法,能夠指導病患正確使用藥物,規范用藥流程,并實時監測生理指標。在患者使用藥物時,系統能夠自動記錄用藥頻率和用藥情況,供醫生進行線上診療。

通過醫學、工程還有大數據算法的結合,「水木呼吸」提供了一種慢病管理的新思路。

戴森設計大獎中國大陸賽區冠軍 「水木呼吸」團隊

統計數據顯示,全球 17% 的哮喘病人有治療困難的問題,若能有效控制惡化因子、正確用藥,該比例會減少到3.7%。另外有臨床研究表明,吸入型藥物使用錯誤率高、藥物遵從性差,且呼吸道慢病的發作難以預測。傳統哮喘管理輔助產品無法仿真實際用藥情形,可能會干擾藥物使用。而院內病案管理方式多為手動記錄,對于依從性較低的病患病情控制率不高,例如兒童哮喘患者。「水木呼吸」團隊房昱安與張謀偉由此出發,希望通過「水木呼吸」改善患者使用方式,提升院內呼吸道慢病的管理效率,讓一個醫生能夠同時有效地管理 50 到 100個,甚至 500 個病患。

為了打造一款能夠適配多數市售吸入型藥物的產品,「水木呼吸」團隊花費了三年時間進行產品研發與臨床實驗。最終,經歷三次原型迭代后,他們決定將聲音感測芯片集成在吸入型藥物底座,并重新設計了電路結構,以降低背景噪音,提升測量準確度。同時,團隊還開發了一套線上使用教程及慢性病管理系統,為醫患提供更智能的使用體驗。

「水木呼吸」原型設計

目前,團隊正在和清華大學附屬北京清華長庚醫院兒科進行合作,建立院內個案管理體系。房昱安表示:

我們希望推廣該體系到更多醫院,提供更直觀、更智能的病患個案管理方式,提高護患比。后期,我們通過收集更多數據,完成相關數據庫建設,在采集足夠多樣本信息后,利用大數據算法協助藥企進行吸入藥物的藥械開發。

戴森設計大獎評委、戴森硬件工程師團隊負責人胡宏飛認為,近年來中國的年輕工程師們對于目前的醫療需求有著深入的觀察,并積極地尋找突破口和改進方案,他說:

「水木呼吸」團隊創新性地利用聲音信號測算患者用藥時吸入的氣流值,也采用了降噪措施來提高準確性。這個作品非常符合戴森設計大獎的評選標準,有明確的問題解決方案,清晰的原型機和迭代過程,并且商業化前景良好。

在「水木呼吸」團隊獲獎后不久,愛范兒也采訪了這個來自清華大學的團隊,「水木呼吸」團隊告訴愛范兒,他們這款產品最初的構思相當簡單,原因就是發現呼吸道慢病院內管理體系效率不高,一方面是因為哮喘病患用藥依從性較低,特別是兒童哮喘患者對吸入藥物的使用方式不熟悉,可能導致藥物成效較弱。另一方面是在氣喘藥物的管理上,現有的數據多集中在于治療的方案、病患的康復狀態、藥物使用次數等,缺乏了關鍵的病患真實用藥數據與吸入成效。

因此,「水木呼吸」團隊就希望,通過團隊本身就有的技術和專業知識,如集成電路、傳感器和聲音感測這一塊,將醫療與工程設計結合,設計一套呼吸道慢病管理方案,幫助哮喘病人正確用藥,同時提高院內醫生進行病案管理的效率。

他們說:

我們希望「水木呼吸」能成為一種連接醫生、病患、家屬、藥企的低成本「數字呼吸橋梁」。對于呼吸道慢病患者而言,我們的作品將「正確用藥」,「規范用藥」,「生理監測」功能集成于一體,病患用藥時即可實時糾正,并自動記錄用藥頻率及用藥狀況。

在商業調研中,我們還發現一件有趣的事,很多病人本身其實不樂意用藥,尤其是兒童病患,家屬對患者的情況會感到非常焦慮。因此,病患家屬反而是「水木呼吸」的目標用戶。同時,藥企與醫院又對藥物使用情況有著極大的數據采集需求。

數據,大數據,還有智能算法,成為了「水木呼吸」產品的核心競爭力,有了技術的武器之后,這個產品就可以實時掌握病患呼吸道狀況,預測病患發作時機,提前預警病患就醫或使用急性藥物。為醫院及衛生單位而言,醫生能參考實時上傳至云端的病患用藥數據和個案情況,進行線上診療,監控病患狀態。

「水木呼吸」團隊給愛范兒舉了幾個具體的場景案例:

「水木呼吸」能夠適配市面上已經存在的各種吸入器,病患只需簡單安裝即可使用。在使用過程中,吸入制劑底部的麥克風感測芯片能采集病患用藥聲音,記錄哮喘與慢阻肺發作時支氣管哮鳴音變化。病患使用藥物時,系統能夠立即進行糾正,自動記錄用藥頻率和用藥情況。我們的設計基于大數據算法將聲學與氣流轉換,通過藍牙通信將所得數據傳到云端,可供醫師進行線上診療參考。

這款獲獎作品不光具有現實的意義,其實也存在著很大的未來想象力,因為數據的累計,會成為醫療診斷當中的富礦,不光可以用于治療和診斷,還可以用在預防當中。「水木呼吸」團隊向愛范兒表示:

在未來,我們希望能夠以病患的大數據建立聲學特征,利用特征標簽,通過智能算法對病患進行評估診斷,成為自動化病情管理的智能終端,降低醫生與護理師的工作負擔。而在算法的優化下,我們能夠將產品硬件體積縮小,減輕病患的使用負擔,甚至直接利用智能手機或手環上的傳感器采集普通人的呼吸音頻數據,對比病患大數據,以此作為呼吸道疾病早期篩查的功能。

戴森硬件工程師團隊負責人胡宏飛對「水木呼吸」項目的評語可以很大程度上代表戴森眼中的「發明」的含義:有明確的問題解決方案,清晰的原型機和迭代過程,且有商業前景。

本次戴森設計大獎中國大陸賽區的前三獲獎作品

當我們聊「發明」的時候,想到的是電燈,留聲機,飛機,空調,吸塵器等等等,這些產品針對一個個明確的問題做出了解決方案,給人類帶來了光明,便捷,涼爽以及清潔。同時,這些產品也成就了一家家大公司,人文價值和商業價值并不矛盾,反而能夠和諧統一。

「水木呼吸」獲獎項目也是類似,有創新想法,能工程實現,還可以臨床應用造福醫患雙方,并且未來也有發展空間,這就是「發明」的意義,也是戴森舉辦設計大獎競賽的意義所在。(轉自愛范兒)