可穿戴醫(yī)療產(chǎn)品對(duì)實(shí)時(shí)傳感世界的影響
醫(yī)療保健和醫(yī)療的進(jìn)步導(dǎo)致世界許多地方的預(yù)期壽命延長(zhǎng)。隨著人們接受更好的醫(yī)療保健和對(duì)其他健康狀況的管理，他們更有可能達(dá)到神經(jīng)退行性疾病成為更大風(fēng)險(xiǎn)的年齡。神經(jīng)退行性疾病，如阿爾茨海默病 （AD）、帕金森病 （PD）、肌萎縮側(cè)索硬化癥 （ALS） 和亨廷頓舞蹈癥 （HD），非常復(fù)雜，會(huì)影響人的認(rèn)知、運(yùn)動(dòng)和感覺功能的各個(gè)方面。
多模式評(píng)估允許醫(yī)療保健專業(yè)人員評(píng)估多個(gè)功能領(lǐng)域，從而全面評(píng)估疾病對(duì)個(gè)人的影響?？纱┐髟O(shè)備可以通過(guò)對(duì)上肢和下肢功能進(jìn)行客觀、敏感和持續(xù)的評(píng)估，在多模態(tài)評(píng)估中發(fā)揮關(guān)鍵作用（參見側(cè)邊欄“可穿戴傳感器”）。這很重要，因?yàn)樵诂F(xiàn)實(shí)世界中以高頻率獲取的大量客觀數(shù)據(jù)可以促進(jìn)個(gè)性化和精確護(hù)理，并改善健康結(jié)果。
個(gè)性化護(hù)理
可穿戴設(shè)備可以通過(guò)為患者提供有關(guān)其健康狀況的有意義的數(shù)據(jù)和反饋來(lái)吸引患者參與他們的護(hù)理。這可以激勵(lì)個(gè)人在管理自己的健康方面發(fā)揮積極作用，從而獲得更好的結(jié)果。例如，在弗吉尼亞州休斯頓進(jìn)行的一項(xiàng)研究中，F(xiàn)reytag等人證明，醫(yī)療保健專業(yè)人員可以利用基于可穿戴設(shè)備的遠(yuǎn)程身體活動(dòng)監(jiān)測(cè)來(lái)確認(rèn)認(rèn)知障礙個(gè)體對(duì)自我定義目標(biāo)的依從性。這些目標(biāo)可能包括晚上遛狗或增加與孫子孫女的互動(dòng)等活動(dòng)。1
同樣，有許多研究表明，通過(guò)實(shí)時(shí)感知心率、血壓、血糖和睡眠模式，使用可穿戴設(shè)備進(jìn)行個(gè)性化護(hù)理的潛力。例如，連續(xù)血糖監(jiān)測(cè)可以深入了解攝入富含糖分的食物后消費(fèi)后血糖峰值。長(zhǎng)期升高的血糖水平可能預(yù)示著未來(lái)發(fā)生胰島素抵抗和慢性糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)增加。
此外，人工智能 （AI） 的最新進(jìn)展已經(jīng)解鎖了處理大量數(shù)據(jù)集的能力，以便及早發(fā)現(xiàn)疾病或健康狀況惡化。例如，人工智能可以識(shí)別不規(guī)則的活動(dòng)模式，這些模式可以作為晝夜節(jié)律異常、抑郁、虛弱或嚴(yán)重疲勞等狀況的指標(biāo)。2這些不規(guī)則活動(dòng)模式的例子可能包括白天臥床休息時(shí)間延長(zhǎng)、夜間睡眠中斷或坐站轉(zhuǎn)換次數(shù)減少。從坐姿到站姿轉(zhuǎn)換的次數(shù)減少可能是老年人虛弱的指標(biāo)。3及時(shí)發(fā)現(xiàn)為及時(shí)干預(yù)和改善治療結(jié)果鋪平了道路?？傮w而言，可穿戴設(shè)備的使用可以通過(guò)為個(gè)人提供積極參與管理其健康和福祉所需的工具和信息來(lái)促進(jìn)個(gè)性化護(hù)理并促進(jìn)患者賦權(quán)。
此外，可穿戴設(shè)備可以成為護(hù)理協(xié)調(diào)和減輕護(hù)理負(fù)擔(dān)的寶貴工具。由加速度計(jì)和復(fù)雜算法組成的可穿戴設(shè)備已被用于跌倒檢測(cè)。如果發(fā)生跌倒，該設(shè)備可以自動(dòng)提醒護(hù)理人員或緊急服務(wù)人員，確保在發(fā)生事故或受傷時(shí)立即提供援助。
護(hù)理人員可以與醫(yī)療保健提供者共享可穿戴設(shè)備收集的數(shù)據(jù)，以幫助協(xié)調(diào)護(hù)理。這些信息在就診或需要調(diào)整護(hù)理計(jì)劃時(shí)特別有價(jià)值?？纱┐髟O(shè)備收集的數(shù)據(jù)可以幫助醫(yī)療保健提供者和護(hù)理人員就護(hù)理計(jì)劃做出明智的決定。例如，如果可穿戴設(shè)備顯示活動(dòng)水平下降，則可以對(duì)護(hù)理計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整，以鼓勵(lì)更多的身體活動(dòng)。在貝勒醫(yī)學(xué)院進(jìn)行的一項(xiàng)研究中，Mishra等人探討了數(shù)字健康技術(shù)作為減輕與癡呆相關(guān)的護(hù)理負(fù)擔(dān)的手段的挑戰(zhàn)和接受度。4一位護(hù)理人員分享了她因工作而經(jīng)常離家的經(jīng)歷，而她患有癡呆的母親經(jīng)常忘記參加她唯一可用的體育活動(dòng)，包括去健身房。通過(guò)使用可穿戴設(shè)備，這位護(hù)理人員將感到安心，并能夠有效地監(jiān)測(cè)她母親的身體活動(dòng)水平。側(cè)邊欄“數(shù)字健康平臺(tái)”描述了多個(gè)護(hù)理合作伙伴如何協(xié)作管理和協(xié)調(diào)其親人護(hù)理的示例。
最后，制藥公司對(duì)改善健康結(jié)果特別感興趣，以減少早期臨床試驗(yàn)的時(shí)間和成本?？纱┐骷夹g(shù)的最新進(jìn)展，包括延長(zhǎng)電池壽命、增加板載內(nèi)存和增強(qiáng)傳感器耐用性（如防水包裝），使可穿戴設(shè)備成為遠(yuǎn)程患者監(jiān)護(hù)的有吸引力的選擇。
可穿戴傳感器
PAMSys 語(yǔ)音。PAMSys Voice? 可穿戴傳感器集成了用于同步音頻數(shù)據(jù)捕獲的雙向麥克風(fēng)，以及用于記錄胸部運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的加速度計(jì)和陀螺儀。這款創(chuàng)新的專利設(shè)備無(wú)縫集成了音頻和運(yùn)動(dòng)監(jiān)控，使其成為一種獨(dú)特的可穿戴傳感器，用于遠(yuǎn)程跟蹤語(yǔ)音活動(dòng)和生物標(biāo)志物，并具有精確的活動(dòng)記錄儀和跌倒檢測(cè)功能。BioSensics從美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）獲得了300萬(wàn)美元的三年資助，以支持該設(shè)備的開發(fā)。
PAMSys 傳感器包括先進(jìn)的算法，用于檢測(cè)佩戴傳感器的參與者的不合規(guī)情況。該傳感器具有非常長(zhǎng)的電池壽命（長(zhǎng)達(dá) 6 個(gè)月）和大存儲(chǔ)容量，可記錄原始和分析數(shù)據(jù)，可作為吊墜佩戴或戴在手腕上。該設(shè)備使用傳感器集成的 ePRO 技術(shù)和 BioDigit Cloud。該系統(tǒng)的架構(gòu)非常靈活，允許系統(tǒng)組件的模塊化部署（從僅使用PAMSys傳感器進(jìn)行被動(dòng)監(jiān)控到使用完整的系統(tǒng)部署進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)訪問）。
LEGSys 和 BalanSens?? 是首款在 FDA 注冊(cè)的可穿戴設(shè)備，用于客觀評(píng)估步態(tài)、平衡、跌倒風(fēng)險(xiǎn)和活動(dòng)能力。
腿。LEGSys 是一種基于可穿戴傳感器的便攜式醫(yī)療設(shè)備，用于快速客觀地評(píng)估步行過(guò)程中的步態(tài)、步態(tài)穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)平衡。LEGSys 包括用于管理標(biāo)準(zhǔn)步態(tài)測(cè)試的軟件模塊，例如 Timed Up & Go （TUG） 和 6 Minute Walk Test （6MWT）。在每次測(cè)試過(guò)程中，LEGSys 傳感器都會(huì)精確測(cè)量下半身的運(yùn)動(dòng)學(xué)，以計(jì)算各種步態(tài)參數(shù)。
先進(jìn)的算法可自動(dòng)檢查、檢測(cè)和糾正可能的人為錯(cuò)誤（例如，傳感器錯(cuò)位）。此外，定制版本的 LEGSys 能夠評(píng)估終點(diǎn)，例如步行過(guò)程中的腳下垂和手腕運(yùn)動(dòng)學(xué)，包括時(shí)空步態(tài)參數(shù)和步態(tài)啟動(dòng)。
時(shí)空步態(tài)參數(shù)：
步長(zhǎng)和步幅
步數(shù)和步幅
步幅速度
步數(shù)和步幅、時(shí)間和長(zhǎng)度變化（步態(tài)不穩(wěn)的指標(biāo)）
小腿、大腿和膝蓋的活動(dòng)范圍（關(guān)節(jié)剛度指標(biāo)）
內(nèi)側(cè)和前后方向的質(zhì)心搖擺（行走過(guò)程中動(dòng)態(tài)平衡的指標(biāo)）
步態(tài)啟動(dòng)：
實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)行走的步數(shù)
實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)行走所需的距離
步態(tài)啟動(dòng)過(guò)程中步態(tài)的時(shí)空參數(shù)
巴蘭森斯。BalanSens是一種基于可穿戴傳感器的便攜式醫(yī)療設(shè)備，用于快速客觀地評(píng)估平衡和姿勢(shì)擺動(dòng)。BalanSens包括用于標(biāo)準(zhǔn)天平測(cè)試的軟件模塊。BalanSens 使用兩個(gè)運(yùn)動(dòng)傳感器（一個(gè)在脛骨上，一個(gè)在腰部）來(lái)計(jì)算超過(guò) 17 個(gè)測(cè)量值，包括：
質(zhì)心 （COM） 運(yùn)動(dòng)
前后運(yùn)動(dòng)
內(nèi)側(cè)-外側(cè)運(yùn)動(dòng)
腳踝和臀部角度
搖擺速度
搖擺區(qū)域
相互補(bǔ)償指數(shù) （RCI）
這些可穿戴設(shè)備能夠遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)日常生活和生活空間的儀器化活動(dòng)，并能夠持續(xù)監(jiān)測(cè)患有癡呆的老年人的認(rèn)知能力下降。
可穿戴設(shè)備能夠?qū)υ囼?yàn)參與者進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，使研究人員能夠收集數(shù)據(jù)，而無(wú)需參與者定期訪問臨床站點(diǎn)。這對(duì)于大規(guī)模的全球試驗(yàn)以及與行動(dòng)不便的患者打交道時(shí)特別有價(jià)值。這減少了臨床就診次數(shù)，最大限度地降低了相關(guān)成本。
通過(guò)可穿戴設(shè)備收集的數(shù)據(jù)的一致性和準(zhǔn)確性可以提高試驗(yàn)數(shù)據(jù)的質(zhì)量，從而更容易識(shí)別趨勢(shì)、評(píng)估治療效果并得出有意義的結(jié)論。臨床試驗(yàn)的參與者可能會(huì)因各種原因退出，包括不便或不良反應(yīng)?？纱┐髟O(shè)備可以通過(guò)減少數(shù)據(jù)收集的侵入性和更方便來(lái)降低輟學(xué)率。
需要克服的挑戰(zhàn)
然而，在開發(fā)可穿戴設(shè)備時(shí)，有三個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)需要解決：確保一致使用、可負(fù)擔(dān)性和患者隱私。
首先，確?；颊呋蛴脩羰冀K如一地按預(yù)期佩戴和使用設(shè)備可能具有挑戰(zhàn)性。許多用戶在短時(shí)間內(nèi)停止使用可穿戴設(shè)備，原因是不適、不便或缺乏感知到的好處。因此，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注提高相關(guān)患者群體使用該技術(shù)的易用性。
其次，可穿戴設(shè)備的成本，尤其是醫(yī)療級(jí)設(shè)備，對(duì)于個(gè)人和醫(yī)療機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，都可能成為采用的障礙。需要解決可穿戴設(shè)備的保險(xiǎn)范圍和報(bào)銷政策。
第三，可穿戴設(shè)備收集敏感的健康數(shù)據(jù)，引發(fā)了對(duì)隱私和安全的擔(dān)憂。保護(hù)這些數(shù)據(jù)免遭未經(jīng)授權(quán)的訪問、破壞或?yàn)E用是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。遵守 HIPAA（美國(guó)）和 GDPR（歐洲）等數(shù)據(jù)保護(hù)法規(guī)至關(guān)重要。
數(shù)字健康平臺(tái)
一種名為Nili的數(shù)字健康解決方案旨在支持老年人和獨(dú)立生活患者的需求，同時(shí)最大限度地減少護(hù)理負(fù)擔(dān)。通過(guò)引人入勝的平板電腦伴侶，Nili為老年人和患者（包括癡呆患者）提供了居家養(yǎng)老和日常生活管理活動(dòng)。使用Nili移動(dòng)應(yīng)用程序，多個(gè)護(hù)理合作伙伴可以協(xié)作管理和協(xié)調(diào)其親人的護(hù)理。
Nili 是與貝勒醫(yī)學(xué)院的專家合作開發(fā)的，由美國(guó)國(guó)家老齡化研究所 （NIA） 的 300 萬(wàn)美元資助。該平臺(tái)基于癡呆護(hù)理的最新研究，包括最近發(fā)表在《老年學(xué)》上的一項(xiàng)研究。研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)癡呆患者及其護(hù)理伙伴的協(xié)調(diào)護(hù)理和支持可以改善結(jié)果并減輕負(fù)擔(dān)。一項(xiàng)更大規(guī)模的隨機(jī)臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行中（ClinicalTrials.gov 標(biāo)識(shí)符：NCT04308512）。
結(jié)論
多模式評(píng)估，特別是使用可穿戴設(shè)備，在提供對(duì)個(gè)人認(rèn)知、運(yùn)動(dòng)和感覺功能的全面評(píng)估方面的作用至關(guān)重要，因?yàn)獒t(yī)療保健的進(jìn)步導(dǎo)致預(yù)期壽命的延長(zhǎng)。使用可穿戴設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程身體活動(dòng)監(jiān)測(cè)、通過(guò)實(shí)時(shí)感知各種健康參數(shù)進(jìn)行個(gè)性化護(hù)理以及集成人工智能進(jìn)行早期疾病檢測(cè)具有巨大潛力?？纱┐髟O(shè)備可以改善健康結(jié)果，促進(jìn)個(gè)性化護(hù)理，并減少制藥公司早期臨床試驗(yàn)的時(shí)間和成本。
為了最大限度地發(fā)揮可穿戴設(shè)備在醫(yī)療保健領(lǐng)域的潛在優(yōu)勢(shì)，可穿戴設(shè)備開發(fā)人員必須找到確?；颊呤冀K如一地使用可穿戴設(shè)備的方法，確保醫(yī)療級(jí)設(shè)備的可負(fù)擔(dān)性，并解決圍繞患者隱私和數(shù)據(jù)安全的問題。