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史丹佛博士攜手傳產老董,研製長照防跌防壓瘡科技床墊新解方

ISSUE #132

史丹佛博士攜手傳產老董,研製長照防跌防壓瘡科技床墊新解方

Jan 24, 2024

圖片來源 - 世大智科

長期臥床者聞之色變的壓瘡,嚴重時深可見骨;跌倒更是造成高齡者傷害事故第二大主因,這些猝不及防的危機,導致銀髮族與照顧者長期處於極大身心壓力,如今有機會靠智慧科技床墊得到緩解。美國史丹佛機械工程博士徐業良與老牌床墊公司聯手,投入開發高齡科技產品,其中智慧床墊成功打入 29 間醫院、4,400 床,讓智慧科技真正落地,為超高齡社會貢獻一己之力。

此次與談人

徐業良

徐業良

世大福智科技董事長/元智大學機械系教授

呂安立

呂安立

草屯療養院護理師

擁有美國史丹佛大學機械工程博士學位的徐業良,返台後在元智大學機械系任教 32 年, 2000 年接觸到「高齡科技」( Gerontechnology),當時高齡化議題還非主流,但歐洲已有學研單位投入,徐業良看好其前瞻性,決定在台練兵,試圖透過科技增進長輩獨立生活與社會參與,被視為積極型輔助科技。

初期先從遠距照顧切入,他嘗試做血糖機、血壓機等生理訊號傳輸,但光用 5G 傳遞生理訊號,徐業良認為根本稱不上智慧科技,其中還必須納入接收資訊、分析、找出異常狀況、通知的循環流程才算完整,「否則跟飛鴿傳書其實沒啥兩樣。」他開玩笑說。

由於研究需要偵測更多健康數值、建模分析,他逐漸轉向投入感測器開發,「人每天有 1/3 時間躺在床上,若要做健康照護,很直覺會想到透過床或寢具收集到更多資訊。」他帶著學生鑽研床的感測裝置開發,受邀參展,因理念與老牌寢具大廠世大化成董事長王為寬一拍即合,進而成為合作夥伴,2016 年成立世大福智科新創公司

「王董看好智慧科技未來,希望推動傳統產業轉型。」儘管理念相投,但雙方啟動的第一次產學合作,卻因技術不成熟導致滑鐵盧。徐業良坦言:「我們做感測器、資料傳輸系統是智慧科技,世大化成是泡綿化工產業,雙方背景差異極大,要做到異業結合沒有想像中容易,需要更多的磨合。」

徐業良自省,多數智慧床墊都是先開發出感測器和通訊設備,再找床墊廠商配合,硬把二者湊在一起,姑且不論技術是否融合,光是產品本身就有說不出的違和感,「做到最後感測器歸感測器、床墊歸床墊。」為突破困境,他想起過去在史丹佛修讀的「設計思考」課程,嘗試放下工程師的單一視角,改用設計師思維切入。

「設計思考分成使用者、科技、商業 3 大塊,唯有 3 者交集,才可能實現創新。」過去的失敗經驗,讓徐業良決定把創新聚焦在「以人為本、解決問題」架構之下;反觀合作夥伴世大化成擁有高品質泡綿成型技術,產品獲晶華酒店、長庚醫院長期採用,也打入百貨通路,年營收規模達 3 億元。

為了創造更緊密的合作與品質,徐業良帶著員工到世大化成工廠蹲點,從源頭搞懂工廠製作流程與材料,同時思考如何將感測器、通訊、機器學習加以結合,經過 2、3 年磨合,雙方也更理解彼此的專長與需求。「最後我們捨棄傳統電子形式感測器,直接將感測器設計在泡綿裡。」徐業良得意地說,傳統工廠要生產電子類商品,工廠得先砸大錢更換原有設備,「我們的智慧床墊沒有任何電子元件,直接將泡綿轉成具感測功能的元件,包括材料、設備、工人都由世大化成提供,用原有的枕頭、椅墊套工廠生產線就能生產。」產品成功開發後,世大智科直球對決瞄準精準高齡照顧市場。

「安心臥智慧床墊」無需插電使用,搭配「安心臥照護系統」將離床預警、褥瘡防護及睡眠管理合而為一,建立完整科技照護方案


智慧床墊即時監測躺臥狀況,降低跌倒風險

為了找到切入市場的利基點,團隊發現,根據衛福部 2017~2021 年統計資料,跌倒事件成為第 2 大通報類型,在各醫事機構都是造成高齡者傷害事故的主因。

草屯療養院護理師呂安立分享:「跌倒在各科別都是大問題,實務上要完全避免真的有難度,只要病患步態不穩、踩到東西、鞋子不合腳、地板滑、燈光暗,隨時都可能發生危險。」在護理之家與精神科醫院,跌倒甚至是造成重度傷害的最大原因,特別是多數精神科病人在睡前會吃助眠藥物,或本身精神科藥物就會造成步態不好、身體前傾等副作用。

針對跌倒預警服務,徐業良發現市售離床提示墊的誤報率高、也不夠及時,等病患離床才提醒,護理師早已來不及搶救,有鑑於此,「提前提醒、避免誤報」成為團隊開發重點,也希望藉此提高護理人員的使用意願。

徐業良進一步說明,團隊開發的安心臥智慧床墊有 3 階段離床提醒,感測器會感測病人是躺在床上、坐在床上、坐在床緣、準備要離床等,在病人尚未離床就發出提醒,以便醫院多床同時監控,「一張床有 60 個感測區塊,只要有人躺在上面,系統就會顯示其躺臥狀況、躺臥時間、久壓區域。」

儘管護理人員都會定期查房,但並無法保證病人在下次查房前不會因擅自下床而導致跌倒。對於智慧床墊的示警功能,呂安立直言:「很多長輩以為自己有力氣下床,但其實他沒辦法,護理師也不可能全天候守在旁邊,若系統能在病患起身或坐起來時給予提醒,等於給我們時間走過去給予協助,算是不錯的功能。」

三階段臥離床提醒:及早發出離床提醒,有效預防跌倒

從床墊數據分析生活作息,預防褥瘡危機找上門

除了跌倒外,徐業良也試圖改善長期臥床病人最害怕的褥瘡與壓瘡。呂安立表示,壓瘡可分4級,最嚴重的第 4 級會見骨,特別容易發生在臥床的老年人上,一旦出現壓瘡就有細菌感染可能,定時翻身就顯得格外重要,一般醫院規定每 2 小時要翻身拍背。即使如此,有時也很難避免同部位的壓瘡問題,特別是在骨頭壓迫的尾椎、腳跟、臀部、手肘等部位。

針對壓傷和褥瘡,世大智科的智慧床墊系統可顯示「連續久壓區域」和「累計久壓區域」,床上的區塊顏色會改變,徐業良舉例,假設連續躺 1 小時是藍色,1~2 小時是黃色,2 小時以上則是紅色,「當出現紅色,照顧者就知道要快點去翻身拍背。」此外,系統也可提供生活模式數據分析,包含全天臥床時間、床上活動量、睡眠時間,「我們把活動資料拿去機器學習,就能判讀使用者是睡眠還是清醒,進而產出睡眠效率,像我昨天的效率僅 78%,不是特別好,睡得斷斷續續的。」長照機構尤其需要知道長輩作息,以做合適的日常活動調整。

手機監控系統畫面,可一手掌握長輩即時狀況並收到通知

目前,全台灣有 29 間醫院和機構使用世大智科的智慧床墊,共計約 4,400 床,醫事機構也給出正面評價。有機構負責人分享,過去早上跟長輩打招呼都會問:「阿嬤,你昨天睡得好嗎?」使用智慧床墊後則變成:「阿嬤,你昨天睡得不好耶,我們今天多做一點其他運動。」台北榮民之家設有 24 床的智慧床墊,負責人也說道,院內病患多是失智長輩,用藥量必須精確,若藥劑太強,長輩整天都在睡 ; 用不夠,長輩晚上睡不著會出來遊走,透過床墊收集的資料,醫生就能從睡眠狀況去精準調整用藥劑量。


產品研發技術到位,推進終端市場仍困難重重

有了好產品,世大智科隨即面臨下一個考驗是如何將智慧床墊打入終端消費市場。徐業良感恩地說:「王董有賣防護窗泡綿到醫院,由他協助我們打開醫療院所通路,很多醫院的案子都是他們幫忙爭取到的。」但他也發現,對醫療院所來說,床墊屬於消耗品,每幾年就要汰換,產品要賣進醫院較容易,反觀在消費市場,家中要換床墊是個大決策,「老公要換床墊、老婆說不行 ; 爸媽要換、小孩不同意,甚至會引來『我睡得好好的,為什麼要把床墊換掉?』抗議。」嘗試推居家市場 1 年多,但銷售表現不如預期。

除了與市場溝通的障礙外,通路選擇也是一大問題。「到底要把智慧床墊放在哪邊賣?醫療器材行感覺很怪,不會有人為了買床墊跑到那邊。但放在百貨公司、床的世界等通路,到那邊逛街的客人也是想找普通的床墊,感覺也不太對。」徐業良坦言,百貨公司因空間有限,要考量到坪效,連帶影響到櫃姐的銷售意願。

世大智科曾嘗試將產品進駐世大化成的台北、台中旗艦店,還幫銷售人員做教育訓練,以便協助與顧客溝通,「放好久才賣出 2、3 張,我又開始思考,會不會是產品形式不是消費者要的。」徐業良透露,近期正著手研發新一代產品,是將床墊改為床包、保潔墊,減少產品材積但保有智慧功能,且最終仍以舒適度做最佳考量,「智慧床墊的關鍵在於『床墊』,不是『智慧』,要做到舒服好睡,大家才願意使用。」讓他決定增加產品多樣性,讓不同需求的消費者能獲得滿足。

至於在專業醫療機構端,徐業良從過往累積經驗發現,若是由院長、老闆端逕行導入系統,員工初期會因習慣被改變而抱怨,但在體會到科技價值後,正面反饋也會隨之而出。然而要跨過適應期並不容易,呂安立直言:「醫護人員做事情都有自己的一套方式與習慣,我會覺得就算有儀器,也沒有我實際觀察來得安心,總是要看一下患者的臉色、呼吸頻率。」


自詡是設計者而非工程師,力求將高齡科技產品落地

徐業良投入高齡科技研究超過 20 年,2003 年還在元智大學成立老人福祉科技研究中心,世大智科更直接帶領學生投入智慧照護產品開發,將產學合而為一。作為產業老兵,他有感而發:「高齡科技產業有『市場』但沒『商機』。」台灣明年就要迎接超高齡化社會,老人數量確實很多,市場看似極大,但往往也因個人化需求差異,導致產業缺乏巨人,當產品無法走向量產化,終端銷售價格自然降不下來

對世大智科來說,技術面已研發完成,未來在定價、通路、設計、行銷才是更大挑戰。儘管困難重重,但在團隊的努力下,公司已熬過新創時期,2 年前轉虧為盈,為了擴張團隊、銷往海外市場,也開放募資,吸引跨領域的策略投資人。「我 4 年後就要退休,希望在那之前能讓智慧科技產品真正落地,為超高齡社會盡一份心力。」徐業良雙眼發光的說。


同場加映:客製健康促進遊戲地墊,幫助長輩活動不退化

除了從睡眠照護著手,世大智科也針對健康老化需求,開發運動地墊產品,藉此降低長輩在運動、認知、社交上的退化風險。徐業良表示,地墊是採巧拼形式,使用者可隨意拼湊後搭配 APP 就能進行遊戲。

「大部分的遊戲需要藉由螢幕引導,有訓練反應的踩蟑螂遊戲,也有訓練認知和記憶的麻將配對,也有不需要螢幕的兩人三腳活動。」徐業良在地墊上設有肌力、體能狀況評估系統,可紀錄長輩活動狀況,透過長期資料分析,就能發覺體能狀況是否有變化。

「WhizToys運動地墊」將運動及復健內容遊戲化,結合認知訓練、互動競爭及聲光刺激回饋,以提高長者參與活動的意願

徐業良強調:「透過地墊讓不同健康狀態的長者,都能做到最適合自己的健康促進運動,這才是精準智慧科技的真諦。」為協助使用者找尋合適的體能遊戲,團隊訓練 ChatGPT 模型,只要輸入長輩體能狀況,系統就能生成合適遊戲,「對於不知道如何設計遊戲的照顧者,比如帕金森長輩要做什麼運動,我們就請 ChatGPT 來幫忙。」由於社區活動中心、日照中心等機構每天都需要固定安排長輩活動,透過智慧科技輔助達到事半功倍之效。

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陳信如

陳信如 / 採訪編輯

採訪寫作

王筱君

王筱君 / 主編

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