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在商业调研中,我们还发现一件有趣的事,很多病人本身其实不乐意用药,尤其是儿童病患。

—— 戴森设计大奖中国大陆赛区冠军 「水木呼吸」团队

大声

2023-09-22 16:57

戴森是一家什么公司?

这个问题答案非常多样,因为它的业务相当多元,它是消费电子公司,也是科技公司,当然也可以说是设计公司,但有一个关键词值得留意,那就是「发明」。

戴森创始人所写的书就叫《发明》(invention),其实不光是从创始人到公司层面重视这个词,戴森每年举办的戴森设计大奖其实更在鼓励来自年轻人的创意、设计和发明。就在不久前,2023 年戴森设计大奖中国大陆赛区三强今日正式揭晓。清华大学房昱安团队作品「水木呼吸」、浙江大学冯书阅团队作品 MechCircuit、北京理工大学潘文娟团队作品 Portable Stroke Detector,从中国大陆赛区的 590 份作品中脱颖而出,分别荣膺本届大奖冠亚季军。

戴森的产品大多集中在日常消费领域,而今年的戴森设计大奖中国大陆赛区的很多作品则着眼于生活中的各种场景,比如冠军作品「水木呼吸」是一款针对呼吸道慢性疾病的创新医疗解决方案,由来自清华大学博士房昱安与北京大学硕士张谋伟研发。该设计采用声学气流转换技术,集成了传感芯片系统、物联网智慧算法,能够指导病患正确使用药物,规范用药流程,并实时监测生理指标。在患者使用药物时,系统能够自动记录用药频率和用药情况,供医生进行线上诊疗。

通过医学、工程还有大数据算法的结合,「水木呼吸」提供了一种慢病管理的新思路。

▲ 戴森设计大奖中国大陆赛区冠军 「水木呼吸」团队

统计数据显示,全球 17% 的哮喘病人有治疗困难的问题,若能有效控制恶化因子、正确用药,该比例会减少到3.7%。另外有临床研究表明,吸入型药物使用错误率高、药物遵从性差,且呼吸道慢病的发作难以预测。传统哮喘管理辅助产品无法仿真实际用药情形,可能会干扰药物使用。而院内病案管理方式多为手动记录,对于依从性较低的病患病情控制率不高,例如儿童哮喘患者。「水木呼吸」团队房昱安与张谋伟由此出发,希望通过「水木呼吸」改善患者使用方式,提升院内呼吸道慢病的管理效率,让一个医生能够同时有效地管理 50 到 100个,甚至 500 个病患。

为了打造一款能够适配多数市售吸入型药物的产品,「水木呼吸」团队花费了三年时间进行产品研发与临床实验。最终,经历三次原型迭代后,他们决定将声音感测芯片集成在吸入型药物底座,并重新设计了电路结构,以降低背景噪音,提升测量准确度。同时,团队还开发了一套线上使用教程及慢性病管理系统,为医患提供更智能的使用体验。

▲ 「水木呼吸」原型设计

目前,团队正在和清华大学附属北京清华长庚医院儿科进行合作,建立院内个案管理体系。房昱安表示:

我们希望推广该体系到更多医院,提供更直观、更智能的病患个案管理方式,提高护患比。后期,我们通过收集更多数据,完成相关数据库建设,在采集足够多样本信息后,利用大数据算法协助药企进行吸入药物的药械开发。

戴森设计大奖评委、戴森硬件工程师团队负责人胡宏飞认为,近年来中国的年轻工程师们对于目前的医疗需求有着深入的观察,并积极地寻找突破口和改进方案,他说:

「水木呼吸」团队创新性地利用声音信号测算患者用药时吸入的气流值,也采用了降噪措施来提高准确性。这个作品非常符合戴森设计大奖的评选标准,有明确的问题解决方案,清晰的原型机和迭代过程,并且商业化前景良好。

在「水木呼吸」团队获奖后不久,爱范儿也采访了这个来自清华大学的团队,「水木呼吸」团队告诉爱范儿,他们这款产品最初的构思相当简单,原因就是发现呼吸道慢病院内管理体系效率不高,一方面是因为哮喘病患用药依从性较低,特别是儿童哮喘患者对吸入药物的使用方式不熟悉,可能导致药物成效较弱。另一方面是在气喘药物的管理上,现有的数据多集中在于治疗的方案、病患的康复状态、药物使用次数等,缺乏了关键的病患真实用药数据与吸入成效。

因此,「水木呼吸」团队就希望,通过团队本身就有的技术和专业知识,如集成电路、传感器和声音感测这一块,将医疗与工程设计结合,设计一套呼吸道慢病管理方案,帮助哮喘病人正确用药,同时提高院内医生进行病案管理的效率。

他们说:

我们希望「水木呼吸」能成为一种连接医生、病患、家属、药企的低成本「数字呼吸桥梁」。对于呼吸道慢病患者而言,我们的作品将「正确用药」,「规范用药」,「生理监测」功能集成于一体,病患用药时即可实时纠正,并自动记录用药频率及用药状况。

 

在商业调研中,我们还发现一件有趣的事,很多病人本身其实不乐意用药,尤其是儿童病患,家属对患者的情况会感到非常焦虑。因此,病患家属反而是「水木呼吸」的目标用户。同时,药企与医院又对药物使用情况有着极大的数据采集需求。

数据,大数据,还有智能算法,成为了「水木呼吸」产品的核心竞争力,有了技术的武器之后,这个产品就可以实时掌握病患呼吸道状况,预测病患发作时机,提前预警病患就医或使用急性药物。为医院及卫生单位而言,医生能参考实时上传至云端的病患用药数据和个案情况,进行线上诊疗,监控病患状态。

「水木呼吸」团队给爱范儿举了几个具体的场景案例:

「水木呼吸」能够适配市面上已经存在的各种吸入器,病患只需简单安装即可使用。在使用过程中,吸入制剂底部的麦克风感测芯片能采集病患用药声音,记录哮喘与慢阻肺发作时支气管哮鸣音变化。病患使用药物时,系统能够立即进行纠正,自动记录用药频率和用药情况。我们的设计基于大数据算法将声学与气流转换,通过蓝牙通信将所得数据传到云端,可供医师进行线上诊疗参考。

这款获奖作品不光具有现实的意义,其实也存在着很大的未来想象力,因为数据的累计,会成为医疗诊断当中的富矿,不光可以用于治疗和诊断,还可以用在预防当中。「水木呼吸」团队向爱范儿表示:

在未来,我们希望能够以病患的大数据建立声学特征,利用特征标签,通过智能算法对病患进行评估诊断,成为自动化病情管理的智能终端,降低医生与护理师的工作负担。而在算法的优化下,我们能够将产品硬件体积缩小,减轻病患的使用负担,甚至直接利用智能手机或手环上的传感器采集普通人的呼吸音频数据,对比病患大数据,以此作为呼吸道疾病早期筛查的功能。

戴森硬件工程师团队负责人胡宏飞对「水木呼吸」项目的评语可以很大程度上代表戴森眼中的「发明」的含义:有明确的问题解决方案,清晰的原型机和迭代过程,且有商业前景。

▲ 本次戴森设计大奖中国大陆赛区的前三获奖作品

当我们聊「发明」的时候,想到的是电灯,留声机,飞机,空调,吸尘器等等等,这些产品针对一个个明确的问题做出了解决方案,给人类带来了光明,便捷,凉爽以及清洁。同时,这些产品也成就了一家家大公司,人文价值和商业价值并不矛盾,反而能够和谐统一。

「水木呼吸」获奖项目也是类似,有创新想法,能工程实现,还可以临床应用造福医患双方,并且未来也有发展空间,这就是「发明」的意义,也是戴森举办设计大奖竞赛的意义所在。

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