可穿戴医疗设备在医疗健康领域的应用
(一)健康监测领域
1. 智能穿戴衣
将传统黏性电极变为镀银织物电极,智能穿戴衣解决了导电胶对皮肤的刺激问题,也避免了长期使用后电极极性会减弱的缺陷。研究结果表明,穿上这种衣服后,人们在走平路、上楼梯或是搬运物品的时候,监测的R波平均识别准确率为96. 37%。此外,还有人研发了远程心脏监护系统。该系统可采集心电数据并对信号质量进行分析,从而筛查与评估心律失常的情况。
2. 穿戴式呼吸感应体积描记系统
该系统将可穿戴技术与生命信息监测技术融合,并成功应用于睡眠医学研究。Act i Gra ph活动记录仪通过自动识别佩戴时间和入睡时间,监测并判断睡眠方面的疾病,如睡眠错觉、睡眠中断性失眠,还有生物节律紊乱等。
3. 智能心率手环
通过表冠上的电极式心率传感器、表体背面的光学心率传感器,与手指、手腕形成电信号回路,记录心脏搏动的数据。然后,通过与之配对的监测应用程序,可以查看生成的心电图,从而判断佩戴者是否心脏异常跳动或出现房颤现象。
4. 外贴敷式持续血糖监测设备
持续血糖监测设备(Co nt i nuo us G l uc o se M o ni t o ri ng ,CG M ),通过皮下传感器 24 小时持续监测葡萄糖(多为组织液糖)水平,分为传感器、发射器、接收器3个部分。患者可使用辅助装置将传感器植入皮下,组织间液中的葡萄糖与传感器接触,被传感器中的葡萄糖氧化酶氧化,再通过氧化还原反应传递电子至工作电极,生成电信号,电信号转化为葡萄糖指数。相较于传统的血糖监测系统(BGM),该设备在舒适度、安全性、临床效果等方面均有优势。
5. iTBra智能胸罩
该设备是一款专为女性设计的智能可穿戴医疗监测设备,它是基于监测血流变化和温度,记录患者胸部健康状况的内置传感器,通过高血流量来分析肿瘤情况。通过跟踪500名受试者实验结果,成功率超过88%。
(二)疾病管理领域
1. 便携胰岛素泵
该设备采用人工智能控制的胰岛素输入装置,通过持续皮下输注胰岛素的方式,促使糖尿病患者对自身血糖状况进行 24小时有效控制。基于Bi o -ME M S (生物微机电系统)技术研发的手腕式胰岛素泵,利用长3. 8毫米和直径100微米的微针,模拟人体正常生理性胰岛素分泌形式,智能化控制胰岛素的注射速率与注射量,有效改善血糖控制效果,减少患者血糖波动,用药安全性更高。
2. Discover ——药片上的芯片
Disco ver是一种数字健康反馈系统,将小型监测仪和药片结合起来,两者一起提供用户的药物依从性实时信息。目前,Discover仅用于心力衰竭和高血压患者,后续计划用智能药片监测更多疾病,如精神分裂症和阿尔兹海默症。
3. Embrace Watch
这款可穿戴设备是最先能够预测癫痫发作的医用智能腕带之一,并可以测量心理压力。它通过监测心理压力、睡眠和肢体活动,当穿戴者出现异常状态,如突发抽搐时,它会提醒癫痫患者。Embrace 还可以通过Empa ti c a App给家人发送警告。另外,它还可以阻止潜在的癫痫突发,它会在患者压力过高时振动,使患者有机会采取适当行动。
(三)康复领域
1. 外骨骼机器人
该设备基于神经可塑性原理,借助皮肤表面,接收大脑传出的肌肉运动信号,控制并强化肌肉力量,以便协助脑卒中及下肢瘫痪患者的行走。同时,机器人还具有AI个性化学习能力,适配康复患者个体治疗方案,通过“交互力控”程序让压力感知更敏锐,激发患者运动潜能,增强本体感觉,逐步加快患者康复进程。
2. Valedo背部治疗工具
它是一款可穿戴医疗工具,目标患者为长期受下背疼痛和相关并发症困扰的患者。这款智能工具包含一个游戏平台,智能连接模块和一个云平台。游戏平台帮助患者完成特定锻炼,连接模块收集并发送信息到云平台,在云平台上,医生可以获取并分析相关数据。现在,Valedo已被应用于治疗和控制慢性肾功能问题,甚至脊髓损伤。
3. 助力机器人
助力机器人可以跟随大腿一块完成3个自由度的运动,以此3个自由度助力人体踝关节,让患者在较小负重下能下床活动,有利于患者早期康复及功能锻炼。
4. 外骨骼机器衣
外骨骼机器衣不仅能够测量患者运动的角度与范围,而且能够辅助髋关节、踝关节等多个关节运动,还能够将结果实时反馈到移动终端,使医师和患者均能通过移动终端直观地观测到患者下床锻炼的情况,帮助医师指导患者调整锻炼屈伸等角度,有助患者更好、更快恢复健康。
此外,利用VR和可穿戴设备可实现远程康复及康复锻炼,减轻患者就医压力,利于康复的推广实施,便于家庭康复和社区康复,还可减少康复费用。
(四)中医药领域
1. 可穿戴脉诊仪
目前常见的脉诊仪有MX-5型脉象仪、ZM-Ⅱ型脉象仪等。作为中医诊断学重要诊法之一的中医脉诊,是中国传统医学的精髓,可穿戴脉诊仪将中医脉诊理论与信息技术相结合,使脉象数字化,不但可以减小误差,而且体现了中医现代化特点。
2. 中医智能手环
中医智能手环通过采集大量人群的脉诊数据,建立脉诊大数据库,经过统计学与算法研究,提取脉象特征。
3. 中医智能指环
中医智能指环是融合了现代IT技术与指脉搏采集技术而开发研制的中医健康监测产品。它对高血压、冠心病等慢性病有预警作用,对疾病预防具有重大现实意义。