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[其他] 以可穿戴设备为载体的医疗健康数据 服务内容

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1 医疗健康信息行为数据追踪
0 m9 N1 C' ?, ^(1)监测生命体征的数据
, z4 B4 o2 N' b5 c& O" o5 H可穿戴设备通过嵌入到眼镜、手表、手环等,用紧贴佩戴的方式实现对各项生命体征参数的采集。目前可穿戴设备大多可以实现基本生理数据的监测,比如心率、血压、呼吸频率、体温等。研究者根据不同人群的特点设计开发了不同类型的设备,如,老年人日常活动的监测,利用三维加速度传感器在无人照看老人的环境中实时监测老人的步行、站姿、坐姿和卧姿四种活动情况[7]。对于慢性病患者而言[26],通过监测患者的心电图、血氧饱和度、肺音等生理信号,来改善慢性阻塞性疾病,还可以监测癌症化疗的疗效;通过对心率和体力活动的实时监测可以判断肥胖儿童是否完成每日的运动目标[56];即使是难以配合测量身体指标数据的婴儿都有对应的可穿戴的婴儿袜,可用来监测婴儿的心率、呼吸频率、血氧饱和度、体温等数据。此外,可穿戴睡眠检测仪[57]可以监测到用户睡眠的多种生命体征,进而筛选出有睡眠呼吸暂停综合征的患者;可穿戴药品使用监测仪[58]能连续测量皮肤电活动(EDA)、皮肤温度和加速度,进而直接判断佩戴者是否有长期服用如可卡因和非肠类阿片类的非法药品。具有生命体征监测功能的设备将重复性、复杂化的操作变得智能化、综合化,满足了不同人群的需求。(2)治疗身体疾病的数据
& [; J, a& Z# O8 W' _虽然可穿戴设备用于疾病的治疗尚处于研究和评估的阶段,但已经有部分设备在慢性疾病的急救、康复治疗等实现了突破,可以随时随地和长时间的连续治疗。当前用于身体疾病治疗的可穿戴设备有低频电疼痛治疗仪[59]、基于Bio-MEMS 的手腕式血糖控制仪[60]、可穿戴除颤器[61]、可穿戴中风康复器[62]、带反馈系统小儿理疗矫正靴[63]、可穿戴触摸心理治疗[64]、可穿戴交变电场治疗脑肿瘤仪[65]、“灵敏液体”肌肉理疗仪[66]、帕金森光刺激视觉提示眼镜[67]等。对于慢性疾病的治疗,研究者开发设计了手腕式血糖控制仪[60],该设备通过微针检测血液中的血糖浓度,再由微泵来注射药物,维持血糖的正常水平。针对高危的心脏病患者,可穿戴除颤器[61]能够随时检测用户的心跳情况,若发现异常可以自动除颤,并在除颤前对患者意识进行测试,降低误击率,适用于有心搏骤停风险的患者,为患者出现意外时提供保护。关于康复治疗的研究也有不少,为全膝置换术后患者的膝关节康复训练提供实时的帮助,利用三轴加速度传感器、角速度传感器、由磁力计组成的传感器单元,分别置于腰骶关节、大腿前外侧、膝关节下0cm 处,计算出步速、步律、步长、运动中膝关节可活动的最大角度等[68]。有的还结合了虚拟现实技术,通过VR模拟的动作结合远程康复系统在家中进行康复锻炼,如监测脑卒中风后患者的活动,协助其进行康复训练[69-70]。具有身体疾病治疗功能的可穿戴设备极大地便利了慢性病患者以及需要进行康复训练的人,满足了患者个人实时管理自己疾病情况的特殊需求。
& F: K8 ?6 W! f(3)管理日常健康的数据
5 t. Z+ u) G# {+ L3 |" u可穿戴设备可以满足用户通过自我追踪来认识自己的健身需求,实时记录每天的运动量、消耗的热量、食物摄入量、心率以及睡眠等情况[71],进而有效地督促自身增加运动量来保持身体健康。大多数人通过手环、手表类的可穿戴设备监测自身在日常健身活动中的基本体征以及睡眠体征,并据之提供分析和建议。按照健身管理的内容不同,研究人员开发设计了具有针对性的设备。如可穿戴健身导航鞋[72],该设备既可以监控健身数据又具备导航功能,能够实时显示行走过程中所消耗的卡路里,结合APP指定要去的地方,然后再用导航系统规划路线;可穿戴运动肌肉刺激器[73]使得用户可以实现局部塑形的目的,通过将设备贴于想要塑形的位置,然后模拟大脑给肌肉传递运动的电流信号,收到电流信号的肌肉持续运动以达到锻炼的效果,同时,用户还可以实时查看每块肌肉的锻炼程度,以及当日锻炼的肌肉群组;可穿戴腰贴[74]可以测量在站、坐、跑或走时脊柱的弯曲度,结合配套的APP计算出最为合适的姿势,同时根据用户的年龄、身高和体重等信息为用户提供针对性的训练建议,帮助用户养成健康锻炼的习惯;可穿戴腰带[75]用于检测人体每天站、坐、躺的姿势及时长,或者当用户弯腰或是做其他的动作时,能及时发出姿势是否正确的提醒。$ F% [* Y8 z" q( R9 l3 N
2 医疗健康数据预测' v) r- H3 |$ k1 w) k* ^$ p
(1)疾病的早期发现
! U  i' O; p8 c可穿戴设备可以将监测到的用户数据,通过无线传输至中央处理器(如小型的手持式无线装置等,可在数据出现异常时发出警告信号)[60],中央处理器再将数据发送至医疗中心,供医生进行及时、全面、专业的治疗。针对这一应用,不少研究者开发设计了能够实现用户个体疾病数据监测的功能,当数据值出现异常时会自动向用户及医生发送有关警告信息。
" ?5 v3 e) l0 g比如在心脏病监测中[25],可穿戴设备可以帮助患者监测并实时记录心电图数据,能够及时发现常规心电图不易发现的心律失常和心肌缺血,为临床分析病情提供重要的客观依据;在糖尿病监测中,通过在隐形眼镜中嵌入微型无线芯片和小型化葡萄糖传感器,能够及时测试用户眼泪中葡萄糖的含量,进而实时监控糖尿病患者的血糖含量[24]。还有研究者将可穿戴设备用于疾病的早期筛查中,针对慢性阻塞性肺疾病(Chronic Obstructive Pulmonary Disease,COPD)患者,通过可穿戴设备及时发现患者病情进展情况,防止病情的进一步恶化。9 G" z$ y$ J: M: X3 w
为了监测COPD患者的体力活动水平,还专门研发了可佩戴在耳朵上的传感器[76]。在早期发现痴呆即一系列认知功能损伤病症方面,有研究者开发设计了远程监测系统(红外传感器、床压传感器等),用于分析痴呆病患的睡眠模式,通过睡眠质量、时长以及节律等来进一步确定其认知损伤的程度[77];此外还有通过设计标准化的电脑游戏结合可穿戴设备实时监测用户的反应水平、动作水平等来发现早期的痴呆患者[78]。正是可穿戴设备的实时接触性、实时交互性等特点,才使得疾病的早期发现得以实现,从而帮助用户发现早期疾病,尽快得到相应的治疗。- j) {9 b; @" `
(2)疾病治疗疗效的评测# z2 v' E: j: P" R) _0 r
可穿戴设备可以用于临床随机对照试验中,通过监测患者两次随访之间的情况变化,对个人的治疗方案进行针对性的调整[79]。利用所采集到的准确客观的患者病状,可以减少观察患者的数量,缩短药品使用的疗程,能够实现对新药疗效更为有效的评测。有研究针对帕金森患者服用药物之后的疗效进行了追踪,通过可穿戴设备能够收集详细准确的患者对药物吸收之后所产生的症状变化信息,帮助医生调整药物剂量,也可以测试新药的疗效[80]。利用可穿戴设备可以进一步确定帕金森患者运动障碍的程度[81]以及患者静止性震颤的严重程度[82],具体做法是根据步态障碍和运动评分之间关联的研究结果,结合置于患者背部的加速传感器监测到的步态、步频以及步行的对称性[83]等数据信息,对患者的症状进行观察评分,并进一步判断所使用的药物种类、剂量及其使用效果。还有研究者开发设计了能够监测下肢伤口感染情况的可穿戴负压设备[84],通过将设备穿在膝盖上,来测量足底和足后部的血氧饱和度、PH值等指标,实现不间断地监测伤口的情况及康复情况。可穿戴设备的可穿戴性以及智能化,使其可以实现准确、快速、及时的监测并记录用户的反馈数据,为长期观察某些疾病的治疗效果提供了客观数据参考。
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