題目：智慧型手機/平板電腦於臨床醫療上的應用
一、發展歷史
定義
「智慧型手機」(Smartphone)並不是指手機本身具有「智慧」，而是指手機本身可以如電腦一般任意地新增或移除應用軟體且具備有硬體擴充的能力。而智慧型手機早期是由「功能手機」(Future phone)發展而來的，而功能手機並無法隨意的新增移除應用程式，但隨著演進後來支援安裝以Java所開發出來的應用程式，但Java程式在功能手機上的執行效能及軟體開發友好性都比後來出現的智慧型手機有一段很大的差距，因此智慧型手機逐漸的取代了功能手機的市場。
「平板電腦」(Tablet personal computer)早期是改良現有的筆記型電腦，將其螢幕改為觸碰式螢幕，使用者可以選擇以觸碰方式來取代滑鼠與鍵盤的操作，獲得許多商務人士的喜愛，但並不普及。但直到蘋果電腦的iPad於2010年上市後，所使用的iOS作業系統 (iPhone智慧型手機的作業系統)使操作更加容易，且支援許多人性化的多點觸碰手勢操作，因此受到許多民眾的喜愛，進而引起平板電腦的熱潮，許多大廠紛紛開始發表各自的平板電腦，市場預估2012年平板電腦的銷售量就會超越小筆電，在資訊界稱此為「後電腦時代」(Post-PC Era)。
目前智慧型手機系統的建置方式主要可分為2種：
1. 專為智慧型手機所開發的系統平台：如Nokia的Symbian作業系統、微軟的Windows Mobile作業系統、蘋果電腦的iOS作業系統、Google的Android作業系統等。
2. 使用傳統「掌上型電腦」(PDA)系統平台再加入手機通訊功能：如微軟的Windows Mobile Pocket PC Phone系列及Palm作業系統。
常見智慧型手機作業系統
1. iOS：原名為iPhone OS，為蘋果電腦出售的iPhone、iPod Touch及iPad所專屬的作業系統，由於並未開放作業系統原始碼，所以其他硬體開發商並無法使用此作業系統來開發智慧型手機產品，但可以藉由裝置的耳機孔及底部的插槽來開發擴充的硬體配件。於軟體開發上，應用程式需從蘋果的App Store購買及下載，目前支援第3方軟體的開發，但需經由蘋果的審核後放上App Store中才完成軟體發行。
2. Android：由Google所開發的智慧型手機平台，是以Linux為基礎的開放原始碼作業系統，由於2010年2月Linux的核心開發者將Android從名單中去除，此後Android的核心開發由Google自行接手。由於其作業系統的開源性，因此其他手機硬體開發商可以輕易的開發出Android作業系統的智慧型手機進行販售。而在軟體開發上也較iOS更為開放，審查制度較為寬鬆，其專屬的Android Market可提供使用者下載及購買應用程式。
3. Palm OS/WebOS：Palm OS原為Palm公司所開發的掌上型電腦作業系統，但2007年後停止開發，於2010年Palm被惠普(HP)公司收購後Palm OS改名為WebOS，進而將開發重點放置於手機與平板作業系統中。
4. Windows Mobile：微軟所出品的windows mobile系列早期在掌上型電腦與智慧型手機的作業系統擁有很高的市佔率，但由於iOS及Android這兩大競爭對手的出現，逐漸喪失於智慧型手機作業系統的地位，近期微軟正積極開發全新的智慧型手機作業系統Windows Phone 7，也許有機會扳回目前的劣勢，但其應用程式開發數量還是差iOS及Android一大截。
5. Symbian：為許多手機大廠共同成立的Symbian公司所開發的手機作業系統，曾經一度十分熱門，2008年被Nokia收購後轉為以開放原始碼方式釋出，但由於iPhone與Google Android的出現，對於Symbian造成極大的威脅，市佔率不斷的下滑，因此於2011年2月Nokia正式宣布與微軟合作，共同開發Windows Phone 7作業系統。
6. BlackBerry OS：開發商為Research in Motion，在台灣稱作「黑莓機」，是專為商務人士所打造的智慧型手機作業系統，因此在郵件處理的功能上十分強大。屬封閉式系統，但支援第3方軟體的開發。
目前市面上常見的智慧型手機及平板電腦
1. 手機
iPhone系列：iOS作業系統。
HTC Sensation/Desire HD：Google Android作業系統加上自行開發的HTC Sense功能。
HTC HD7/7 Mozart：Windows Phone 7作業系統
Nokia XpressMusic系列：Symbian作業系統。
BlackBerry：BlackBerry作業系統
2. 平版電腦
iPad系列：iOS作業系統。
HTC Flyer：Google Android作業系統。
ASUS Transformer (變形平板)/ Motorola Xoom：Google Android 3.0作業系統(專為平板電腦開發的作業系統)
二、臨床應用說明
由於智慧型手機具有方便可攜、可使用Wifi或手機網路上網、可任意安裝/移除應用程式等便利性。再加上硬體設備的進步，某些智慧型手機的運行速度與計算能力已經可與一般桌上型電腦比擬。因此，許多開發廠商著手開發一些臨床上可應用的智慧型手機軟硬體，目前國外已經有許多醫院已經開始於臨床上使用。
軟體
1. 電子書：由於平板電腦的上市，因此醫療相關的電子書籍也開始跟著販售，有些電子書更加入應用程式界面，讓資料更好查詢及閱讀，甚至加入許多影音資料。如解剖、生理、藥典、手術等相關電子書現在皆可購買取得，方便醫療人員的進行資料查詢、教學以及對患者進行衛教。
2. 病歷查閱：由於可以利用手機網路上網的關係，醫療人員可隨時隨地使用智慧型手機透過手機網路或者是無線網路與醫院所建立雲端資料庫進行連結，取得病人的病歷及相關的檢查結果，不用再特地跑到護理站或是診間查詢，在國外許多醫院裡，醫護人員人手一台iPad已經是十分普遍的現象了。
硬體
1. 血壓機：iHealth血壓機模組是目前已開始販售的iPhone擴充套件，定價為99.95美元，血壓機所使用的應用程式則可以免費在App Store中下載並安裝。與一般電子血壓機最大的差別在於，應用程式可以在iPhone中建立使用者個人的資料庫，詳細的紀錄下血壓量測的數據以及時間，並即時利用網路將量測結果以Email方式寄出，讓使用者的醫師或家人可以協助進行血壓的監控。而每筆血壓紀錄並不會佔用系統太大的空間，所以可以儲存大量的血壓量測紀錄，使用者得以十分輕易的追綜與查詢自己的血壓狀況。此外，軟體的操作界面也較一般電子血壓計來得更簡單與美觀。因為使用iPhone作為血壓機的主機，因此血壓機所佔用的空間會比一般電子血壓機還要小。
2. 血糖機：iBGStar為sanofi aventid公司所開發的iPhone血糖機擴充套件，預估售價約為80美元。因為使用iPhone作為軟體界面的平台，因此整個組件較一般血糖機還要小，便於攜帶。當然，所有的血糖資訊也都會儲存在iPhone之中方便日後進行管理。另外Johnson & Johnson公司也有開發可與iPhone連結的血糖機，其軟體功能更加豐富，除了可以紀錄下使用者所量測的血糖值外，還可以結合使用者的飲食紀錄提供給使用者一些建議。
3. 酒測儀：這款由David Steele所開發的iBreath酒精濃度測試iPhone/iPod擴充套件，目前售價為39美元，其娛樂性質可能更大於他醫療上的應用。與好友聚會，小酌幾杯後，想知道自己身體裡的酒精濃度是否已被代謝至標準值之下?開車回家時就不用怕被警察伯伯抓到派出所，難怪被號稱為史上最好的iPod擴充套件。此外，此套件還有另外一個功能，就是可以將iPhone/iPod搖身一變身成為FM頻道發射器，使用者就可以透過車上的收音機接收到iPhone/iPod裡所撥放的音樂，用汽車裡的音響聽個過癮。
4. 心電圖量測：最早是由AliveCor於2011年國際消費電子展(CES)所發表，目前只有原型機，並未開始販售(影片：http://www.youtube.com/watch?v=d5Pip8qLfPs)。他們將感應器作成像手機保護殼一樣，因此裝上時就跟一般iPhone沒什麼差別，而感應裝置設置於背後的兩片金屬板，在展示影片中，顯示出此裝置靈敏度十分的高，只要將兩隻手的手指分別按壓在兩片金屬板上，甚至將裝置直接接觸身體(如胸口)，在螢幕上即可顯示出十分清晰心電圖訊號。
5. 遠端監控心肺復健患者：這是由Worringham等人於2011年所發表的系統，目前仍然在開發中，所以並未上市，他們是利用有GPS接收器功能的智慧型手機(也可以使用的獨立的GPS接收器，再利用藍牙將訊號傳至手機)，將患者身上ECG接收器的訊號利用藍牙傳至手機，再藉由手機網路將所有資訊傳送至雲端的伺服器中。這樣一來，醫護人員就可以利用遠端監控的方式觀察患者的身體狀態及其所在位置，當患者身體有異狀時，可以使用手機與患者聯絡，或者可以藉由GPS訊號的位置，即時到達給予協助。
三、優缺點分析
優點
1. 作業系統穩定性、開機速度：由於智慧型手機的作業系統相較於桌上/筆記型電腦的作業系統(如Windows、Mac OS)更為精簡，因此整體的穩定性較高且開機速度較快。進而再比較目前兩大智慧型手機作業系統iOS及Google Android，iOS由於對於第3方開發的應用程式有較嚴格的審核，所以系統比後者還要更加穩定，然而Google Android因為系統過於開放，對於應用程式的審核也較為寬鬆，比較容易產生bug造成系統的不穩，因此目前醫療儀器開發廠商多採用iOS系列的智慧型手機及平板電腦進行週邊的開發。
2. 軟、硬體容易開發：在智慧型手機上開發醫療儀器擴充最大的好處是，可以省去為儀器開發作業系統及核心的時間，直接使用智慧型手機現有系統及核心就可以了，因此可以把開發的重心放置在硬體設計與使用者操作界面上(軟體)，讓整個儀器的開發更為簡單、快速，而界面也可以更為美觀。
3. 可移動性、無線傳輸資料、雲端同步資料：可移動性這是智慧型手機及平板電腦最大的優勢，輕巧容易攜帶且資料處理能力也能與一般電腦平起平坐。加上手機網路的便利性，甚至所有資料都可以透過網路雲端來進行存取，可以十分輕易地就可以與其他人分享資訊及備份資料。
4. 操作容易：智慧型手機使用觸碰的操作方式來取代傳統的鍵盤與滑鼠輸入方法，更加入許多手勢的操作(需支援多點觸碰的機型)，讓整體操作更加直觀且簡單易學，。
5. 省電：由於硬體科技及電池技術的進步，再加上較精簡作業系統與運算核心設計，智慧型手機與平板電腦的處理器核心及週邊的硬體都可以作到比筆記型電腦還要更低的功耗，因此電池的續航力大大的提升，許多機種甚至都可以持續使用10幾個小時不用充電。
6. 售價便宜：由於智慧型手機與平板電腦逐漸成為市場的主流，因此售價相較於桌上型電腦或是筆記型電腦還要來得低許多，但其功能已經足以與桌電與筆電匹敵。
缺點
1. 軟體開發跨平台整合困難度高：由於目前兩大智慧型手機作業系統iOS與Google Android軟體開發所主要使用的程式語言是不同的(Object C vs. Java)，相同應用程式想要跨平台使用幾乎是要重新撰寫程式碼才行，所以通常開發初期只會選擇其中一個來進行(大部分都是先從iOS作業系統開始)，若有不錯的成效才可能進行另一個平台的移植。因此，除非有一個很強大的開發團隊，不然市場的餅就很難一開始就做大。
2. 網路安全性：因為智慧型手機的儲存空間與運算能力還是有其限制，因此許多應用程式會使用到雲端運算及雲端資料儲存的技術，若稍不注意，資料有可能就會被駭客所竊取。尤其所開發的又是醫療相關的產品，應更加重視個人隱私的部分。
四、市場分析
分析報告
1. 作業系統市佔率：根據Millennial Media於2011年5月的分析報告，全球智慧型手機已達到68%的市佔率穩居龍頭，而在智慧型手機作業系統則是由Google Android以53%取得市場的主導地位，次者為Apple iOS的28%，而RIM黑莓機作業系統位居第三，市場呈現三強鼎立的局面。
2. 應用程式數量
統計日期：2011/6/23
供應商 | 軟體總數 | 免費軟體比例 | 醫療相關App |
App Store (蘋果) | 413,749 | 38.48% | 17,148 (4.14%) |
Android Market (Google) | 約400,000 | 62.4% | 9,056 |
WP7 Applist (微軟) | 23,450 | 51% | 3% |
市場預測
1. 作業系統市佔率：根據IDC及Gartner所提出的市場預測，2015年智慧型手機作業系統的市佔率仍以Google Android穩居龍頭，而Windows Phone將後來居上取代Symbian。
五、參考文獻
3. Kiser K. 25 ways to use your smartphone. Physicians share their favorite uses and apps. Minn Med. 2011, 94(4):22-9
4. Dala-Ali BM, Lloyd MA, Al-Abed Y. The uses of the iPhone for surgeons. Surgeon. 2011, 9(1):44-8
9. Worringham C, Rojek A, Stewart I. Development and feasibility of a smartphone, ECG and GPS based system for remotely monitoring exercise in cardiac rehabilitation. PLoS One. 2011, 9;6(2):e14669
