可穿戴醫(yī)療產(chǎn)品對實時傳感世界的影響
醫(yī)療保健和醫(yī)療的進步導致世界許多地方的預期壽命延長。隨著人們接受更好的醫(yī)療保健和對其他健康狀況的管理，他們更有可能達到神經(jīng)退行性疾病成為更大風險的年齡。神經(jīng)退行性疾病，如阿爾茨海默病 （AD）、帕金森病 （PD）、肌萎縮側索硬化癥 （ALS） 和亨廷頓舞蹈癥 （HD），非常復雜，會影響人的認知、運動和感覺功能的各個方面。
多模式評估允許醫(yī)療保健專業(yè)人員評估多個功能領域，從而全面評估疾病對個人的影響?？纱┐髟O備可以通過對上肢和下肢功能進行客觀、敏感和持續(xù)的評估，在多模態(tài)評估中發(fā)揮關鍵作用（參見側邊欄“可穿戴傳感器”）。這很重要，因為在現(xiàn)實世界中以高頻率獲取的大量客觀數(shù)據(jù)可以促進個性化和精確護理，并改善健康結果。
個性化護理
可穿戴設備可以通過為患者提供有關其健康狀況的有意義的數(shù)據(jù)和反饋來吸引患者參與他們的護理。這可以激勵個人在管理自己的健康方面發(fā)揮積極作用，從而獲得更好的結果。例如，在弗吉尼亞州休斯頓進行的一項研究中，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備的遠程身體活動監(jiān)測來確認認知障礙個體對自我定義目標的依從性。這些目標可能包括晚上遛狗或增加與孫子孫女的互動等活動。1
同樣，有許多研究表明，通過實時感知心率、血壓、血糖和睡眠模式，使用可穿戴設備進行個性化護理的潛力。例如，連續(xù)血糖監(jiān)測可以深入了解攝入富含糖分的食物后消費后血糖峰值。長期升高的血糖水平可能預示著未來發(fā)生胰島素抵抗和慢性糖尿病的風險增加。
此外，人工智能 （AI） 的最新進展已經(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，人工智能可以識別不規(guī)則的活動模式，這些模式可以作為晝夜節(jié)律異常、抑郁、虛弱或嚴重疲勞等狀況的指標。2這些不規(guī)則活動模式的例子可能包括白天臥床休息時間延長、夜間睡眠中斷或坐站轉換次數(shù)減少。從坐姿到站姿轉換的次數(shù)減少可能是老年人虛弱的指標。3及時發(fā)現(xiàn)為及時干預和改善治療結果鋪平了道路?？傮w而言，可穿戴設備的使用可以通過為個人提供積極參與管理其健康和福祉所需的工具和信息來促進個性化護理并促進患者賦權。
此外，可穿戴設備可以成為護理協(xié)調和減輕護理負擔的寶貴工具。由加速度計和復雜算法組成的可穿戴設備已被用于跌倒檢測。如果發(fā)生跌倒，該設備可以自動提醒護理人員或緊急服務人員，確保在發(fā)生事故或受傷時立即提供援助。
護理人員可以與醫(yī)療保健提供者共享可穿戴設備收集的數(shù)據(jù)，以幫助協(xié)調護理。這些信息在就診或需要調整護理計劃時特別有價值?？纱┐髟O備收集的數(shù)據(jù)可以幫助醫(yī)療保健提供者和護理人員就護理計劃做出明智的決定。例如，如果可穿戴設備顯示活動水平下降，則可以對護理計劃進行調整，以鼓勵更多的身體活動。在貝勒醫(yī)學院進行的一項研究中，Mishra等人探討了數(shù)字健康技術作為減輕與癡呆相關的護理負擔的手段的挑戰(zhàn)和接受度。4一位護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，包括去健身房。通過使用可穿戴設備，這位護理人員將感到安心，并能夠有效地監(jiān)測她母親的身體活動水平。側邊欄“數(shù)字健康平臺”描述了多個護理合作伙伴如何協(xié)作管理和協(xié)調其親人護理的示例。
最后，制藥公司對改善健康結果特別感興趣，以減少早期臨床試驗的時間和成本。可穿戴技術的最新進展，包括延長電池壽命、增加板載內存和增強傳感器耐用性（如防水包裝），使可穿戴設備成為遠程患者監(jiān)護的有吸引力的選擇。
可穿戴傳感器
PAMSys 語音。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，以及用于記錄胸部運動數(shù)據(jù)的加速度計和陀螺儀。這款創(chuàng)新的專利設備無縫集成了音頻和運動監(jiān)控，使其成為一種獨特的可穿戴傳感器，用于遠程跟蹤語音活動和生物標志物，并具有精確的活動記錄儀和跌倒檢測功能。BioSensics從美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）獲得了300萬美元的三年資助，以支持該設備的開發(fā)。
PAMSys 傳感器包括先進的算法，用于檢測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的電池壽命（長達 6 個月）和大存儲容量，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。該設備使用傳感器集成的 ePRO 技術和 BioDigit Cloud。該系統(tǒng)的架構非常靈活，允許系統(tǒng)組件的模塊化部署（從僅使用PAMSys傳感器進行被動監(jiān)控到使用完整的系統(tǒng)部署進行實時數(shù)據(jù)訪問）。
LEGSys 和 BalanSens?? 是首款在 FDA 注冊的可穿戴設備，用于客觀評估步態(tài)、平衡、跌倒風險和活動能力。
腿。LEGSys 是一種基于可穿戴傳感器的便攜式醫(yī)療設備，用于快速客觀地評估步行過程中的步態(tài)、步態(tài)穩(wěn)定性和動態(tài)平衡。LEGSys 包括用于管理標準步態(tài)測試的軟件模塊，例如 Timed Up & Go （TUG） 和 6 Minute Walk Test （6MWT）。在每次測試過程中，LEGSys 傳感器都會精確測量下半身的運動學，以計算各種步態(tài)參數(shù)。
先進的算法可自動檢查、檢測和糾正可能的人為錯誤（例如，傳感器錯位）。此外，定制版本的 LEGSys 能夠評估終點，例如步行過程中的腳下垂和手腕運動學，包括時空步態(tài)參數(shù)和步態(tài)啟動。
時空步態(tài)參數(shù)：
步長和步幅
步數(shù)和步幅
步幅速度
步數(shù)和步幅、時間和長度變化（步態(tài)不穩(wěn)的指標）
小腿、大腿和膝蓋的活動范圍（關節(jié)剛度指標）
內側和前后方向的質心搖擺（行走過程中動態(tài)平衡的指標）
步態(tài)啟動：
實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)行走的步數(shù)
實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)行走所需的距離
步態(tài)啟動過程中步態(tài)的時空參數(shù)
巴蘭森斯。BalanSens是一種基于可穿戴傳感器的便攜式醫(yī)療設備，用于快速客觀地評估平衡和姿勢擺動。BalanSens包括用于標準天平測試的軟件模塊。BalanSens 使用兩個運動傳感器（一個在脛骨上，一個在腰部）來計算超過 17 個測量值，包括：
質心 （COM） 運動
前后運動
內側-外側運動
腳踝和臀部角度
搖擺速度
搖擺區(qū)域
相互補償指數(shù) （RCI）
這些可穿戴設備能夠遠程監(jiān)測日常生活和生活空間的儀器化活動，并能夠持續(xù)監(jiān)測患有癡呆的老年人的認知能力下降。
可穿戴設備能夠對試驗參與者進行遠程監(jiān)控，使研究人員能夠收集數(shù)據(jù)，而無需參與者定期訪問臨床站點。這對于大規(guī)模的全球試驗以及與行動不便的患者打交道時特別有價值。這減少了臨床就診次數(shù)，最大限度地降低了相關成本。
通過可穿戴設備收集的數(shù)據(jù)的一致性和準確性可以提高試驗數(shù)據(jù)的質量，從而更容易識別趨勢、評估治療效果并得出有意義的結論。臨床試驗的參與者可能會因各種原因退出，包括不便或不良反應?？纱┐髟O備可以通過減少數(shù)據(jù)收集的侵入性和更方便來降低輟學率。
需要克服的挑戰(zhàn)
然而，在開發(fā)可穿戴設備時，有三個關鍵挑戰(zhàn)需要解決：確保一致使用、可負擔性和患者隱私。
首先，確?；颊呋蛴脩羰冀K如一地按預期佩戴和使用設備可能具有挑戰(zhàn)性。許多用戶在短時間內停止使用可穿戴設備，原因是不適、不便或缺乏感知到的好處。因此，應重點關注提高相關患者群體使用該技術的易用性。
其次，可穿戴設備的成本，尤其是醫(yī)療級設備，對于個人和醫(yī)療機構來說，都可能成為采用的障礙。需要解決可穿戴設備的保險范圍和報銷政策。
第三，可穿戴設備收集敏感的健康數(shù)據(jù)，引發(fā)了對隱私和安全的擔憂。保護這些數(shù)據(jù)免遭未經(jīng)授權的訪問、破壞或濫用是一項重大挑戰(zhàn)。遵守 HIPAA（美國）和 GDPR（歐洲）等數(shù)據(jù)保護法規(guī)至關重要。
數(shù)字健康平臺
一種名為Nili的數(shù)字健康解決方案旨在支持老年人和獨立生活患者的需求，同時最大限度地減少護理負擔。通過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。使用Nili移動應用程序，多個護理合作伙伴可以協(xié)作管理和協(xié)調其親人的護理。
Nili 是與貝勒醫(yī)學院的專家合作開發(fā)的，由美國國家老齡化研究所 （NIA） 的 300 萬美元資助。該平臺基于癡呆護理的最新研究，包括最近發(fā)表在《老年學》上的一項研究。研究發(fā)現(xiàn)，對癡呆患者及其護理伙伴的協(xié)調護理和支持可以改善結果并減輕負擔。一項更大規(guī)模的隨機臨床試驗正在進行中（ClinicalTrials.gov 標識符：NCT04308512）。
結論
多模式評估，特別是使用可穿戴設備，在提供對個人認知、運動和感覺功能的全面評估方面的作用至關重要，因為醫(yī)療保健的進步導致預期壽命的延長。使用可穿戴設備進行遠程身體活動監(jiān)測、通過實時感知各種健康參數(shù)進行個性化護理以及集成人工智能進行早期疾病檢測具有巨大潛力?？纱┐髟O備可以改善健康結果，促進個性化護理，并減少制藥公司早期臨床試驗的時間和成本。
為了最大限度地發(fā)揮可穿戴設備在醫(yī)療保健領域的潛在優(yōu)勢，可穿戴設備開發(fā)人員必須找到確保患者始終如一地使用可穿戴設備的方法，確保醫(yī)療級設備的可負擔性，并解決圍繞患者隱私和數(shù)據(jù)安全的問題。