可穿戴及便攜式設備在健康醫(yī)療領域的應用研究

穆爽

[摘要] 可穿戴及便攜式設備是未來醫(yī)療領域發(fā)展的必然趨勢，是健康醫(yī)療適應社會發(fā)展的體現(xiàn)。該文將通過可穿戴及便攜式設備形態(tài)、分類、服務等多個角度，研究可穿戴及便攜式設備在健康醫(yī)療領域中的應用。

[關鍵詞] 可穿戴設備;便攜式設備;健康醫(yī)療領域

[中圖分類號] R-05 [文獻標識碼] A [文章編號] 1672-5654（2019）02（c）-0172-02

以往，傳統(tǒng)的醫(yī)療照護過程中，將醫(yī)院作為中心，真實反映了診療環(huán)節(jié)對大型且固定的專業(yè)檢測設備的依賴性，于院內(nèi)收集相關的數(shù)據(jù)，輔助臨床診斷。近年，在信息技術及現(xiàn)代通信推動下，傳統(tǒng)醫(yī)療照護方式發(fā)生了變化，由“以醫(yī)院為中心”向“以患者為中心”轉變，這得益于可穿戴及便攜式設備的研發(fā)與應用。

1? 可穿戴及便攜式設備分類

健康醫(yī)療可穿戴及便攜式設備（以下簡稱“可穿戴設備”）通過光學、MEMS、生物電以及溫濕度傳感器等不同的傳感器，配合處理器芯片與通信模塊，對人體相關數(shù)據(jù)進行采集，同時進行分析處理并傳輸，以滿足健康醫(yī)療需求[1]。

現(xiàn)目前，市面上的可穿戴設備主要包括以下幾種形態(tài)：①智能頭帶：主要作用在于調(diào)節(jié)大腦活動;②智能隱形眼鏡：可連續(xù)監(jiān)測血糖;③智能項鏈：可實現(xiàn)運動監(jiān)測、跌倒檢測及位置跟蹤;④智能馬甲：心衰患者肺積液重量與流動情況監(jiān)測;⑤智能腰帶：運動與坐姿監(jiān)測;⑥智能衣服：監(jiān)測心率、呼吸與情緒;⑦智能手環(huán)/手表：監(jiān)測運動、睡眠、心率、體溫、血氧、血壓，環(huán)境參數(shù)（紫外線）監(jiān)測;⑧體征指標采集設備：采集血壓、血氧和心電;⑨生化指標采集設備：采集血小板、血糖、紅血球及白血球;⑩智能腳環(huán)：監(jiān)測嬰兒睡眠環(huán)境參數(shù)（濕/溫）[2]。以采集數(shù)據(jù)的類型不同可分成影像數(shù)據(jù)、生理參數(shù)、綜合數(shù)據(jù)與生化數(shù)據(jù)等;以采集模式不同可分成不間斷采集、定時采集與需要時采集;根據(jù)功用形式可分成監(jiān)測、篩查、診斷及干預與治療等[3]。

2? 可穿戴及便攜式設備在健康醫(yī)療領域中的應用

現(xiàn)目前，臨床照護路徑的各個方面，都已經(jīng)貫徹落實了基于可穿戴設備的醫(yī)療服務及應用。在促進健康這一環(huán)節(jié)中，通過跟蹤調(diào)查用戶的飲食、營養(yǎng)攝入、日常運動和睡眠等情況，及時提供反饋信息，注重行為激勵，有助于用戶養(yǎng)成健康的生活方式。在慢性疾病管理環(huán)節(jié)中，定時監(jiān)測血壓及血糖等各項體征指標，動態(tài)掌握體征變化形勢，督促患者自己管理自己，自覺采納對身體有益的生活方式，養(yǎng)成良好的生活飲食習慣，達到健康管理的目的。在診斷治療這一環(huán)節(jié)中，利用可穿戴設備，實時采集生化指標、生理指標與影像數(shù)據(jù)等各方面信息數(shù)據(jù)，傳輸?shù)綄I(yè)人員手中，專業(yè)人員以此為據(jù)，進行遠程診斷，提高疾病診斷效率。另外，針對院外康復環(huán)節(jié)，醫(yī)院醫(yī)護人員根據(jù)可穿戴設備反饋的關鍵指標，提供針對性指導，延伸院內(nèi)醫(yī)療服務至院外。

3? 案例

3.1? 檢測睡眠障礙與質(zhì)量評估

《2015年中國睡眠指數(shù)報告》顯示，中國31.2%的人都出現(xiàn)了嚴重的睡眠問題，5 000萬人左右存在潛在的呼吸暫停綜合征，呼吸暫停綜合征是猝死、高血壓、冠心病等問題的重要因素之一[4]。睡眠健康遠程監(jiān)護系統(tǒng)，由智能手機APP、移動健康創(chuàng)新平臺（CM-mHiP）、智能節(jié)點等構成，且配備有相應的智能處理及分析算法，檢測睡眠質(zhì)量并進行質(zhì)量評估。見圖1。

圖1? 睡眠障礙檢測與質(zhì)量評估

用戶佩戴上智能節(jié)點后，在睡眠的狀態(tài)下，采集各方面數(shù)據(jù)，通過低功耗藍牙或USB傳輸?shù)街悄苁謾C中。智能手機的麥克風將采集到的睡眠期間鼾聲與環(huán)境音根據(jù)特定智能分析算法進行分析，識別鼾聲與環(huán)境音，檢測并判斷呼吸暫停事件，分析結果及智能節(jié)點監(jiān)測的數(shù)據(jù)一并上傳至CM-mHiP中。CM-mHiP中，采用智能分析算法，依據(jù)智能節(jié)點采集的數(shù)據(jù)，對患者的睡眠姿勢進行準確判斷，對患者的睡眠結構進行評價。在此基礎上，睡眠中心專業(yè)醫(yī)生對這一結果進行反復確認之后，提出科學的睡眠指導與建議，并反饋給用戶。

3.2? 篩查心律不齊并評估嚴重程度

目前，我國心血管疾病患病人達2.9億，每年5個成年人中平均1人患心血管疾病，每年5例死亡病例中平均2例死因為心血管疾病[5]。為篩查心律失常并評估嚴重程度，學術界研發(fā)了遠程心臟監(jiān)護系統(tǒng)，目的在于篩查心律不齊并評估嚴重程度。見圖2。

用戶佩戴上智能心電節(jié)點，通過單導聯(lián)或三導聯(lián)，對心電數(shù)據(jù)進行準確采集，并通過藍牙將相關數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)街悄苁謾C中。智能手機按照事先預設的信號質(zhì)量檢測算法對心電數(shù)據(jù)進行分析，得出結果，評價心電數(shù)據(jù)信號質(zhì)量是否合格。用戶根據(jù)這一結果調(diào)整佩戴的位置。心電數(shù)據(jù)信號質(zhì)量合格之后，保存30 s左右的數(shù)據(jù)，通過智能算法分析對心律失常情況進行檢測，評估嚴重程度?；谝苿咏】祫?chuàng)新平臺，將原始心電數(shù)據(jù)及算法分析的結果一并傳輸至服務中心，服務中心的醫(yī)生根據(jù)這一結果，判斷是否存在異常，若是有異常，及時通知用戶到醫(yī)院接受進一步的全面檢查。

3.3? 檢測異常計步并分析運動行為

運動監(jiān)測類可穿戴設備，不僅可量化運動數(shù)據(jù)，而且可應用智能算法，對用戶的行為進行深入分析，提出具有針對性的運動建議，改善運動方式，調(diào)節(jié)身體健康狀態(tài)。除此之外，競賽性質(zhì)健步走比賽中，也可使用運動類可穿戴設備，避免作弊，精確計步。基于此要求，研發(fā)出相應的智能運動監(jiān)測系統(tǒng)與相關智能處理及分析算法。用戶佩戴上計步器，及時收集用戶的加速度相關數(shù)據(jù)，利用嵌入式智能算法對異常計步情況進行檢測，將異常計步去除之后，便得出了精準運動步數(shù)。計步器智能算法以加速度數(shù)據(jù)為準，對活動頻率進行統(tǒng)計分析，利用內(nèi)置SIM卡，統(tǒng)計動頻，上傳精準運動步數(shù)到移動健康創(chuàng)新平臺中。移動健康創(chuàng)新平臺根據(jù)動頻統(tǒng)計結果，采用行為分析算法，對用戶的運動行為類型進行有效識別，提出與用戶相符的運動建議。

[參考文獻]

[1]? 壽文卉，王義，王博，等.可穿戴及便攜式設備在健康醫(yī)療領域的應用分析[J].互聯(lián)網(wǎng)天地，2015（8）：26-32.

[2]? Zhang Feng，Marten Smith.便攜式及可穿戴設備的心率和血氧水平測量技術[J].今日電子，2014（9）：45-47.

[3]? 陳婷，王麗嬌，唐芬玲.便攜式或可穿戴醫(yī)療設備中鋰電池負極材料的性能研究[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2016，37（6）：20-24.

[4]? 崔宇儇，金環(huán).便攜式可穿戴醫(yī)療健康設備市場分析[J].時代金融，2018（17）：297.

[5]? 裴立軍，周倩.淺談可穿戴計算技術及其應用的新發(fā)展[J].網(wǎng)絡安全技術與應用，2015（2）：150，152.