傳感器和數(shù)字技術(shù)的進(jìn)步如何帶來(lái)更好的患者護(hù)理

在導(dǎo)致COVID-19的SARS-CoV-2病毒的出現(xiàn)為醫(yī)療創(chuàng)新提供新動(dòng)力之前，醫(yī)療保健方式的大規(guī)模轉(zhuǎn)型已經(jīng)在進(jìn)行中。在2020年大流行之前，發(fā)達(dá)國(guó)家的人口老齡化，移動(dòng)寬帶連接的近乎普遍的可用性以及復(fù)雜傳感技術(shù)的發(fā)展正在推動(dòng)采用更加個(gè)性化，數(shù)字或遠(yuǎn)程方法來(lái)監(jiān)測(cè)和診斷患者。隨著冠狀病毒大流行給有限的醫(yī)院設(shè)施帶來(lái)壓力，醫(yī)療服務(wù)提供者正在加速實(shí)施用于醫(yī)院外測(cè)試和監(jiān)測(cè)的新技術(shù)。傳感器的創(chuàng)新現(xiàn)在使生命體征能夠在家中以臨床級(jí)精度進(jìn)行測(cè)量，并在護(hù)理點(diǎn)測(cè)試樣本，從而無(wú)需將樣本發(fā)送到遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行處理，并產(chǎn)生更快的結(jié)果以加快診斷速度。

這標(biāo)志著與數(shù)十年歷史的標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)療操作程序的決裂。在傳統(tǒng)的醫(yī)療模式中，患者在癥狀明顯或進(jìn)行常規(guī)年度檢查時(shí)訪問(wèn)醫(yī)院，并接受一次測(cè)試，這些測(cè)試通常會(huì)在診斷或健康評(píng)估之前被送走進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析。在許多情況下，這種診斷將在最初的咨詢后很久才做出，并且基于患者病情的單一快照。

當(dāng)監(jiān)測(cè)生命體征和癥狀所需的復(fù)雜設(shè)備稀缺且僅在醫(yī)院或其他專用醫(yī)療機(jī)構(gòu)中可用時(shí)，這種治療方法是有意義的。

新的醫(yī)療傳感技術(shù)的發(fā)展為一種截然不同的醫(yī)療概念創(chuàng)造了條件。與醫(yī)院中使用的大型固定醫(yī)療監(jiān)測(cè)設(shè)備不同，新的患者監(jiān)護(hù)方法使用的設(shè)備：

體積小，甚至可穿戴

功耗低，因此它們可以使用電池運(yùn)行

提供準(zhǔn)確的臨床級(jí)測(cè)量

這使得醫(yī)療監(jiān)測(cè)和測(cè)試能夠帶出醫(yī)院，并在當(dāng)?shù)卦O(shè)施（如全科醫(yī)生診所或患者家中）進(jìn)行。為了給患者帶來(lái)更大的便利，貼片等可穿戴設(shè)備可以連續(xù)、謹(jǐn)慎地運(yùn)行，以便在任何地方實(shí)現(xiàn)24/7全天候監(jiān)控。

通過(guò)在現(xiàn)實(shí)生活中進(jìn)行監(jiān)測(cè)進(jìn)行更好的診斷

實(shí)施新的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的動(dòng)機(jī)部分是由于資源稀缺。當(dāng)COVID-19感染在2020年達(dá)到頂峰時(shí)，醫(yī)院面臨的壓力證明，醫(yī)療保健系統(tǒng)很快就會(huì)被急性護(hù)理服務(wù)需求的增長(zhǎng)所淹沒(méi)。因此，將需要監(jiān)測(cè)生命體征的患者從醫(yī)院病床轉(zhuǎn)移到診所或自己的家中是一種明智的長(zhǎng)期策略。

但同樣重要的是，使用便攜式或可穿戴設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)可以提供更有用的數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生更好的患者預(yù)后。新的醫(yī)療監(jiān)測(cè)技術(shù)允許對(duì)生命體征進(jìn)行擴(kuò)展跟蹤，例如心率，心率變異性，血氧飽和度（SpO2）和溫度。通過(guò)持續(xù)監(jiān)控，可以發(fā)現(xiàn)從業(yè)者在與患者的一次約會(huì)中可以捕獲的單個(gè)快照中無(wú)法檢測(cè)到的趨勢(shì)和模式。人工智能（AI）診斷技術(shù)的并行發(fā)展意味著可以自動(dòng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)流。

這種基于人工智能的方法不是用數(shù)據(jù)淹沒(méi)患者的醫(yī)生，而是使用技術(shù)來(lái)監(jiān)控背景中生命體征的模式，并且僅在需要醫(yī)生的個(gè)人干預(yù)時(shí)才舉起旗幟。通過(guò)檢測(cè)表明未來(lái)發(fā)病率的前體信號(hào)，患者和醫(yī)生可以一起改變藥物，生活方式或飲食，以防止以前在醫(yī)院的急性護(hù)理病房就診時(shí)出現(xiàn)的情況的發(fā)作。

此外，在家中或護(hù)理點(diǎn)設(shè)施的監(jiān)測(cè)可以揭示有關(guān)患者在現(xiàn)實(shí)生活中的健康狀況的信息，而不是在醫(yī)院病房的人工且通常充滿壓力的環(huán)境中。最新的多參數(shù)可穿戴傳感器可以將生命體征與運(yùn)動(dòng)和睡眠等其他指標(biāo)的測(cè)量相結(jié)合，將醫(yī)療數(shù)據(jù)置于患者生活方式的背景下。

半導(dǎo)體技術(shù)應(yīng)用的新突破

這種新的患者監(jiān)護(hù)模式的引入是21世紀(jì)半導(dǎo)體技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)一系列發(fā)展的結(jié)果。

在光電子學(xué)領(lǐng)域，已經(jīng)開發(fā)了可以執(zhí)行光電容積脈搏波（PPG）的光學(xué)傳感器解決方案，該解決方案利用無(wú)創(chuàng)光學(xué)方法來(lái)計(jì)算心率，呼吸速率和SpO2。微型MEMS運(yùn)動(dòng)傳感器同樣可以測(cè)量患者的活動(dòng)，例如運(yùn)動(dòng)和睡眠質(zhì)量，以將生命體征置于上下文中。

在醫(yī)院中，用于監(jiān)測(cè)生命體征的許多設(shè)備體積龐大且耗電。通過(guò)在芯片級(jí)實(shí)現(xiàn)這種測(cè)量功能，ADI公司等半導(dǎo)體制造商可以創(chuàng)建應(yīng)用于皮膚的醫(yī)療貼片等產(chǎn)品，這些產(chǎn)品可以使用電池電源工作數(shù)天或數(shù)周，同時(shí)將測(cè)量值無(wú)線傳輸?shù)?a target="_blank">智能手機(jī)等主機(jī)設(shè)備。通過(guò)該主機(jī)，測(cè)量結(jié)果可以安全地上傳到云診斷服務(wù)，該服務(wù)可以將原始電信號(hào)流轉(zhuǎn)換為醫(yī)療上可操作的數(shù)據(jù)。

技術(shù)專長(zhǎng)與應(yīng)用訣竅的結(jié)合

能夠描述半導(dǎo)體和計(jì)算系統(tǒng)的功能要求是一回事，這些要求使患者能夠佩戴智能手表或貼片來(lái)監(jiān)測(cè)他們的生命體征。在實(shí)際產(chǎn)品中使用這些技術(shù)實(shí)施解決方案是另一回事。

在ADI公司，我們認(rèn)識(shí)到，我們?yōu)獒t(yī)療保健技術(shù)創(chuàng)新者提供的服務(wù)可能始于半導(dǎo)體技術(shù)，但不能就此結(jié)束。因此，我們通過(guò)醫(yī)療市場(chǎng)的技術(shù)專家和領(lǐng)域?qū)＜覟榭蛻籼峁┲С帧?/p>

醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)＜业墓ぷ魇巧钊肓私鈶?yīng)用要求以及市場(chǎng)特征的關(guān)鍵屬性，例如法規(guī)和數(shù)據(jù)隱私。開發(fā)復(fù)雜醫(yī)療產(chǎn)品的客戶可以更快地創(chuàng)新，更自由，更有信心取得成功的結(jié)果，因?yàn)樗麄兊玫讲粌H了解其技術(shù)而且了解其應(yīng)用的專家的支持。

在生命體征監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，這種應(yīng)用專業(yè)知識(shí)得到了開發(fā)平臺(tái)的支持。例如，生命體征監(jiān)測(cè)（VSM）研究手表是一個(gè)多參數(shù)開放開發(fā)平臺(tái)。它具有一套傳感器，采用方便的可穿戴外形尺寸，提供一組連續(xù)的生命體征測(cè)量，用于生物醫(yī)學(xué)算法的開發(fā)。

VSM 學(xué)習(xí)腕表采用 PPG 和心電圖來(lái)測(cè)量心率和心率變異性。其MEMS加速度計(jì)執(zhí)行步數(shù)計(jì)數(shù)，用于改進(jìn)和通知對(duì)運(yùn)動(dòng)偽影敏感的算法。手表上的傳感器測(cè)量溫度和阻抗，這些值在算法中用于監(jiān)測(cè)壓力和身體成分。這些功能支持醫(yī)療和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行的研究，以評(píng)估遠(yuǎn)程患者監(jiān)控的新用例。

將患者監(jiān)測(cè)移出醫(yī)院的回報(bào)是顯而易見(jiàn)的。ADI公司和其他此類開發(fā)平臺(tái)的強(qiáng)大VSM手表采用傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)字信號(hào)處理器等精密、低功耗、微型元件，為創(chuàng)新型醫(yī)療設(shè)備制造商構(gòu)建未來(lái)的監(jiān)控設(shè)備奠定了基礎(chǔ)。

審核編輯：郭婷