可穿戴傳感設備助力遠程醫(yī)療

　　穿戴在身上或結合在衣服上的智能電子設備正變得越來越流行，它們可以跟蹤心率，血壓，壓力，血糖水平以及許多其他與健康相關的數據點。

　　世界人口正在不斷增長。到2050年，地球上擁有97億人口，這要歸功于先進的醫(yī)療方法，改善的營養(yǎng)和更清潔的生活條件，讓人類的壽命更長。

　　但是，這些積極趨勢帶來了一些新挑戰(zhàn)。世界各地的醫(yī)療保健系統必須應對越來越多的患者，其中許多人因中風，糖尿病和其他慢性病而需要不斷的護理。醫(yī)生和護士勞累過度，供不應求。解決這種僵局的方法之一是遠程監(jiān)視患者并預先解決他們的健康問題。但是將這些計劃變?yōu)楝F實需要找到一種實時跟蹤醫(yī)療數據的方法。

　　幸運的是，技術提供了解決方案。穿戴在身上或結合在衣服上的智能電子設備正變得越來越流行，它們可以跟蹤心率，血壓，壓力，血糖水平以及許多其他與健康相關的數據點。這些可穿戴設備使提供個性化醫(yī)療服務，減少住院率以及防止可避免的死亡成為可能。這減輕了對醫(yī)生和醫(yī)療保健系統的壓力，這就是為什么到2026年全球可穿戴醫(yī)療設備市場預計將達到1390億美元的原因。并且由于企業(yè)家和科學家的努力，人們可以從各種形狀的可穿戴設備中進行選擇和大小。

　　以下一系列可穿戴傳感設備使醫(yī)生能夠遠程監(jiān)控患者數據，并在問題升級之前檢測出健康問題。

　　1、生物傳感器和智能鞋墊可幫助被診斷患有糖尿病的人

　　由華盛頓州立大學的美國研究人員開發(fā)的3D打印葡萄糖生物傳感器使糖尿病患者能夠以非侵入性的方式監(jiān)測疾病并避免刺破手指。與傳統制造的傳感器不同，該傳感器不含有害化學物質，對檢測葡萄糖信號更敏感。而且，它在制造過程中產生的廢物更少。

　　團隊的下一步是開發(fā)可穿戴平臺和電子組件，這些平臺和組件可以攜帶已打印的生物傳感器，并將其轉變?yōu)樯虡I(yè)上可行的產品。一旦正式上市，該產品應該很好賣， 3D打印技術可以專門為個別病人定制生物傳感器。

　　除了痛苦的血糖監(jiān)測程序外，被診斷患有糖尿病的人還必須忍受腳潰瘍的發(fā)展。這些被稱為糖尿病足的傷口有時會導致截肢，從而促使美國科學家轉變?yōu)槠髽I(yè)家Linh Le 開發(fā)出一種智能鞋墊。該產品由他在紐約的公司Bonbouton制造和銷售，該產品穿著一雙普通的鞋子，并使用傳感器跟蹤壓力和皮膚溫度的變化。通過分析此數據，鞋墊可以確定是否會發(fā)生局部炎癥，然后通過智能手機應用程序通知用戶。該程序還可以建議最佳的行動方案，并可以向醫(yī)生或家庭成員提醒所發(fā)現的問題。

　　2、傳感器通過汗液測量健康

　　芝加哥西北大學的科學家開發(fā)了無電池可穿戴式傳感器。該設備放置在皮膚表面，可捕獲有關汗水流失和出汗率以及電解質，葡萄糖和乳酸水平的信息。這些數據表明“生理健康，電解質平衡和水合狀態(tài)” 。它還可以幫助中風幸存者進行囊性纖維化的診斷和康復追蹤。

　　該傳感器由收集室組成，每個收集室測量不同的參數，并由從連接的設備發(fā)出的無線電波供電。

　　斯坦福大學的一組研究人員也正在研究類似的東西。他們發(fā)現了一種非侵入性的方法來測量皮質醇的水平，皮質醇是一種激素，當人承受壓力時會突然升高，并通過出汗導致心率和血壓升高。檢測這種激素通常需要花費數小時來分析血液樣本，但他們開發(fā)了一種汗液感測皮膚傳感器，幾乎可以立即完成相同的任務。該設備可在幾秒鐘內檢測出皮質醇水平，從而幫助科學家測量一系列狀況，例如情緒壓力或新陳代謝以及免疫功能。下一步是提高儀器的可靠性。此外，研究小組還計劃開發(fā)一種可穿戴設備，該設備可承載傳感器并在實際條件下使用。

　　3、Yono Labs開發(fā)了入耳式排卵預測器

　　傳感器還可以幫助女性識別自己的生育能力窗口。目前，排卵的檢測有幾種方法，包括通過血液中的孕激素水平，超聲，子宮內膜活檢，預測排卵的測試以及通過測量基礎體溫（BBT）。盡管最后兩種方法是最常用的，但它們遠非完美。要獲得準確的BBT圖像非常困難，因為需要每天早晨使用皮膚接觸式溫度計同時測量溫度。然后，用戶必須自己分析數據。這就是為什么Vanessa Xi 創(chuàng)立了一家位于硅谷的初創(chuàng)公司 Yono Labs，并發(fā)明了世界上第一個耳內排卵預測器。

　　該產品包括兩個部分。Yono是一個小型傳感器，被放置在耳朵內部，并在整個晚上獲取70至120個溫度讀數。第二部分是將收集的數據傳輸到Yono智能手機應用程序的基站，該應用程序使用智能算法監(jiān)視生育能力，記錄月經周期并預測排卵。

　　此外，該公司還與密歇根大學生物統計學教授Peter Song合作，以提高其預測的準確性。Song 說，他的算法會過濾掉不相關的讀數，例如“低于32°C的數據，因為這在生物學上是不可能的” 。

　　4、先進的傳感器可檢測多種生化化合物

　　瑞典KTH皇家技術學院的科學家正在研究用于分析血液和汗液的多功能電化學傳感器。這些設備可以編織成衣服，嵌入皮膚補丁或作為微針插入。這項技術的主要好處是它可以測量多種生化化合物，包括鈉，氯化物，鈣，鎂，銨，葡萄糖，尿酸和甘氨酸。該傳感器甚至可以檢測出鍛煉過程中乳酸的增加。

　　這些功能確保了該傳感器可以在家庭或體育活動的醫(yī)療環(huán)境中使用。它們也可能是醫(yī)院和診所的工具。

　　例如，患有腎臟疾病的患者可以從測量其電解質平衡和水合水平中受益。此外，該傳感器還可以檢測血液中的鉀離子和肌酐水平，甚至可以測量一個人的壓力以及他們的注意力。

　　該設備還可以與加速度計和其他現有傳感器集成在一起，為用戶提供有關重要身體功能的一系列信息。

　　5、薄膜可為患者提供了人工喉嚨

　　中國研究人員正在努力在不同類型的可穿戴設備的。他們正在開發(fā)一種人造喉嚨，即使他們的聲帶受傷，也可能有助于使人們保持靜音。該設備由放在人的喉嚨上的聚乙烯醇薄膜薄層組成，然后將其連接到袖帶，袖帶包含解碼器，微型計算機，電路板和功率放大器。

　　初步測試的結果令人鼓舞。該儀器能夠將無聲模仿的嗓音動作轉換成諸如“ OK“和” No”之類的聲音。盡管這項技術還不是面向市場的產品，但研究人員希望客戶最終能夠購買該設備并恢復通話能力。

　　6、FDA批準的健康監(jiān)測設備——袖標

　　世界各地的醫(yī)療系統都面臨向越來越多的患者提供服務的壓力。位于美國的醫(yī)療器械公司Current Health的首席執(zhí)行官克里斯托弗？麥肯（ Christopher McCann）說，在不犧牲服務質量的前提下，做到這一點的一種方法是將更多的醫(yī)療保健服務從醫(yī)院轉移到社區(qū)之外。

　　而測量患者健康的能力對于遠程社區(qū)醫(yī)療至關重要。這就是為什么McCann和他的團隊開發(fā)出一種可跟蹤患者活動度，溫度，血氧飽和度，呼吸和脈搏的袖標的原因。醫(yī)用可穿戴設備已獲得美國食品和藥物管理局（FDA）的許可，可在家庭和醫(yī)院使用。

　　Current Health的設備最常用于患有慢性疾病的患者，例如慢性阻塞性肺疾（COPD）和心力衰竭。這些患者的住院率很高，實時監(jiān)控其健康狀況有助于醫(yī)生采取先發(fā)制人的行動并挽救生命。收集的醫(yī)療數據被集成到電子健康記錄中，并且被Current Health用來完善其算法并檢測患者的早期預警信號。盡管該平臺促進了家庭醫(yī)療服務，但患者和醫(yī)生仍然可以通過短信和視頻通話進行交流。

　　7、血壓監(jiān)測智能手表

　　另一個獲得FDA許可的可穿戴設備是HeartGuide，這是一款配備了血壓計的智能手表。該設備由日本電子公司歐姆龍（Omron）生產，與其他任何智能手表一樣，可測量睡眠時間，燃燒的卡路里，行走的步數和覆蓋的距離。

　　但是，它在諸多智能手表競爭中脫穎而出是因為它可測量血壓。它起著血壓袖帶的作用并膨脹以獲取讀數。然后將數據中繼到iPhone或Android應用。用戶可以將設備設置為定期進行測量，也可以手動觸發(fā)。

　　歐姆龍的HeartGuide為醫(yī)療保健專業(yè)人士提供了寶貴的幫助。現在，醫(yī)生不再僅僅依靠在醫(yī)院就診時進行的血壓測試，而是可以分析在幾周或幾個月內進行的測量。這有助于他們檢測出關鍵模式并防止患者罹患心臟病，腎臟疾病和其他一系列問題。

　　全球擁有約11.3億人與高血壓作斗爭，因此這是個非常廣闊的市場。但目前HeartGuide的價格為500美元，對許多人來說是一筆不小的數目。

　　8、Myant將傳感器嵌入到服裝產品中

　　Myant是另一家提供創(chuàng)新健康監(jiān)控解決方案的公司。這家紡織公司總部位于加拿大，正在開發(fā)嵌入四個傳感器的內衣，這些傳感器可跟蹤穿戴者的睡眠，姿勢，運動，呼吸頻率，溫度和心率。然后，Skiin智能手機應用程序分析數據，為用戶提供有關如何改善其健康狀況的建議。他們還可以與醫(yī)生，朋友和家人共享健康信息?？蛻舨惶赡芨杏X到或注意到傳感器的存在。

　　Myant的營銷策略師Brian Fung 說：“歸根結底，您不會覺得自己正在使用技術。您會覺得自己像穿衣服?！?/p>

　　該公司計劃生產的不僅僅是內衣。從胸罩到襯衫再到睡眠口罩，將為客戶提供不斷增長的各種服裝產品。此外，他們還提供諸如心律不齊檢測，跌倒檢測和駕駛員疲勞監(jiān)測等服務。工程師們甚至在開發(fā)一條懷孕帶，可以檢測出心率和母嬰的其他生命體征。新生兒的嬰兒床床單最終可能會變成一個傳感器豐富的環(huán)境，從而幫助醫(yī)院提供更好的護理。

　　9、放置在人的喉嚨的凹陷處的強大傳感器

　　西北大學的約翰？羅杰斯（John Rogers）博士領導的科學家正在研究一款雄心勃勃的醫(yī)療可穿戴設備——智能貼片。該貼片嵌入到可彎曲的硅膠中，并放置在人的喉嚨中。由于采用了先進的技術和非常規(guī)的放置方式，該傳感器幾乎可以跟蹤涉及組織和器官機械運動的任何身體功能，包括身體定向，呼吸，睡眠，吞咽，心律，聲音振動，打呼和咳嗽。該設備還可以在用餐者每次說話或吞咽時精確定位。

　　收集健康數據有很多好處。醫(yī)生可以做出更準確的診斷，而實時呼吸監(jiān)測可以告訴他們焦慮癥患者是否正在發(fā)生驚恐發(fā)作。語音分析甚至可以提示患者是否正在發(fā)展心理健康障礙。好處是無窮的，但是保護敏感的醫(yī)療數據仍然是同樣重要的任務。

　　科技公司，保險公司甚至政府可能會出于各種目的利用與健康相關的信息，所以，國家應采用規(guī)范該問題的數據隱私法。

　　結語：

　　隨著衛(wèi)生系統試圖減輕醫(yī)院的壓力，明天的醫(yī)療保健將越來越多地進入患者家中。這些努力的關鍵部分是使用可穿戴設備遠程測量患者數據，使醫(yī)生能夠在問題升級之前發(fā)現并解決醫(yī)學問題。

　　幸運的是，醫(yī)療保健專業(yè)人員可以從跟蹤血壓，呼吸，心率，激素和各種其他數據點的一系列復雜醫(yī)療設備中進行選擇。隨著對這些產品需求的增加，科學家和企業(yè)家已準備好提出更加先進的技術和傳感器。