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连网医疗设备改变医疗保健

时间:2019-05-07 作者:Nordic半导体 阅读:
传统的医疗保健系统已经接近极限,而越来越高级的连网医疗设备现在提供了可行的替代方案。

人们都希望长寿,就是不喜欢在这个过程中变老。这是衰老过程的一大悖论,但人类的预期寿命正在上升,因此,人口老龄化带来的健康挑战也随之而来。

根据世界卫生组织(WHO)的数据, 2015年出生的婴儿,其平均预期寿命现在是71.4岁。到了2050年,全球60岁以上人口的比例将增加将近一倍,达到约20亿人。今天,有1.25亿人口年龄在80岁或以上。到2050年,仅中国就会有这么多老龄人口。但世界卫生组织指出,现在的问题是几乎没有证据表明,现在的老年人比他们的父母在晚年时更健康,也就是说,我们面临一个重大的挑战,即确保社会福利系统能够应对未来需求。

正如世界经济论坛(WEF)所说,医疗保健服务的成本正在螺旋上升到不可持续的水平,超出了经济增长的速度,并要求所有的公共和私营利益相关机构在提供医疗服务方面进行重大的转变。世界经济论坛称,传统的医疗机构无法独自提供健康服务。不过,幸运的是变革正在进行之中。

根据分析机构Technavio最近的一份报告所述,随着数字医疗服务和“医疗保健3.0”概念的出现,全球远程病患医疗市场预计在2018年至2022年,其年均复合增长率(CAGR)将会接近16%。从本质上讲,医疗保健3.0旨在使消费者能够更方便地检索其个性化健康相关数据并为之做出贡献,使他们能够在健康管理中发挥更积极的作用,而非完全依赖传统的医疗保健基础设施。

“m-health(即通过智能手机等移动病患监护设备提供医疗保健)正越来越受欢迎,它已成为远程病患监护市场的一个新兴趋势。”Technavio表示,“老龄化人口、慢性疾病和医疗保健成本的增加,正在推动移动医疗技术的采用,从而帮助医疗机构降低医疗成本并利用有效的远程病患监控。”

技术赋能

成立于1996年、总部位于美国马萨诸塞州沃尔瑟姆的NeuroMetrix公司,是一家从哈佛大学和麻省理工学院健康科学与技术部门分拆出来的公司。这家公司开创了这样一个信念:移动健康技术不仅能够使人们从慢性疾病中恢复健康,而且还能从整体上改变医学行业。该公司最近发布的“Quell 2.0”可穿戴设备,使用了处方强度神经刺激技术来阻断人体内的疼痛信号(图1)。

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图1:Quell 2.0是一款使用处方强度神经刺激技术阻止疼痛信号的可穿戴设备。

这种设备专为患有各种慢性疼痛症状的人士而设计,它通过刺激患者小腿的感觉神经,然后将神经脉冲传导到用户大脑,触发自然反应来阻断疼痛信号。通过使用Nordic提供的低功耗蓝牙连接,用户可以通过智能手机或平板电脑上的app来控制设备,通过无线方式校准Quell到其个性化治疗强度,开始或停止治疗,调整强度水平,跟踪睡眠、活动、疼痛和步态,以及修改其他设置,从而满足其特有的疼痛缓解需求。

NeuroMetrix高级算法和软件工程师Andres Aguirre指出,连网医疗设备越来越受欢迎,其至少有两个方面的因素。他指出:“移动设备几乎无处不在,这使得业界开发了各种app,而用于我们几乎生活的各个方面,包括健康、医药和医疗器械。例如,助听器实现了极大进步,这不仅是因为放大技术本身,还因为增加了各种app,而使得用户可以根据环境和背景来修改听力。

“其次,还有大量未满足的医疗需求,至少可以通过新的连网医疗设备来部分解决。例如,支持老龄化人口的解决方案,其需求也在不断增长。在家中对病患的血压和睡眠进行持续监控,可以为医疗专业人员提供更全面的实时信息,并为病患提供即时反馈。”

Aguirre表示,展望未来,研究人员会越来越多地关注于解释连网医疗设备从人群和病患个体所获取的大量数据,并利用这些信息来进行个性化治疗和提供反馈。

另一家公司则重塑了连网医疗,使病患个体能够在医院外主动管理自己的健康和保健,这家公司是位于美国俄亥俄州米尔福德的Control Bionics公司。

可穿戴肌电图(EMG)解决方案的开发商Control Bionics,最近推出了一款被称为世界上首款可穿戴EMG辅助技术设备的“NeuroNode”。它可以让患有肌萎缩侧索硬化症(ALS)——也称为运动神经元疾病(MND)——或患有其他瘫痪或语言丧失疾病的人们与家人、朋友、看护人和临床医生进行沟通。

这种非侵入式的小型医疗级无线传感器,安装在选择用作“开关”的肌肉上方的皮肤上。当用户试图移动那块肌肉时,即使肌肉运动不可见,NeuroNode也会解释从大脑发送到肌肉的信号,并通过Nordic提供的低功耗蓝牙无线连接,而使用这些EMG信号来控制与用户配对的电脑、平板电脑或智能手机。配套的app可以让用户和临床医生自定义设备来匹配用户的能力。

“NeuroNode可以让那些患有ALS/MND、脊髓损伤或任何导致瘫痪和语言困难的病患与世界建立联系。”Control Bionics首席技术官James Schorey表示,“由于用户在使用NeuroNode时不需要移动,以前无法通过传统辅助技术设备服务的病患群体,现在有办法与亲人沟通并控制他们的计算机和环境。”

远程护理

市面上正出现越来越多的应用,其不仅能够鼓励个人在自身健康管理方面发挥积极作用,而且还实现了临床医生和病患之间的互动,以及病患与医疗保健提供者之间的无缝远程数据交换(图2)。总部位于美国佛罗里达州的ActiGraph是一家医疗级可穿戴活动和睡眠监测解决方案的领先供应商,其最近推出了一款可提供深入用户活动数据的可穿戴设备,用于协助临床试验和学术健康研究。

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图2:一系列医疗设备正在为老龄化人口提供支持。

“CentrePoint Insight Watch”所采用的智能手表外形对病患来说非常友好,它采用三轴MEMS加速度计来捕获和记录连续的高分辨率原始加速度数据,从而提供有关个人活动强度、能量消耗、所走步数和睡眠效率的详细反馈。虽然监视此类活动数据的可穿戴设备很常见,但是这款新设备几乎可以立即将这些信息传递给研究人员和临床试验赞助商,而使他们能够近乎实时地监控和管理病患数据、佩戴合规性以及识别趋势,这种功能却并不常见。

为了实现这一目标,数据从智能手表传输到充电座,是通过Nordic提供的高吞吐量低功耗蓝牙无线链路实现的,然后,充电座再通过USB连接到支持蜂窝网络的家庭网关。然后,信息再从那里发送到CentrePoint Cloud平台,医疗保健研究人员就可以从该平台轻松访问和远程监控病患数据。这对于临床医生和病患都很方便。

如果坏消息是患有慢性病的人数正在增加,那么好消息是新兴的无线技术和连网医疗设备正在跟上步伐,实现医疗保健的更大消费化,并能提供以前无法想象却又可行的解决方案。

本文为《电子技术设计》2019年5月刊杂志文章。

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