鄭思思，郭華玲，張夏天，王俊文

（1. 北京中醫(yī)藥大學(xué)第三臨床醫(yī)學(xué)院 北京 100029；2. 中北大學(xué)電器與控制工程學(xué)院 太原 030051； 3. 英國(guó)南安普頓大學(xué)社會(huì)科學(xué)院數(shù)學(xué)系 英國(guó) SO17 1BJ； 4. 中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中醫(yī)藥信息研究所北京 100700； 5. 中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中醫(yī)基礎(chǔ)理論研究所 北京 100700）

中醫(yī)藥提倡“治未病”，與源自于美國(guó)的健康管理（population health management，PHM）[1]頗為一致，“是一種持續(xù)的、積極的、講究成本效益比的預(yù)防策略。它通過(guò)采用健康促進(jìn)、風(fēng)險(xiǎn)因素管理、需求管理、疾病管理和殘疾管理等策略對(duì)個(gè)人、社會(huì)團(tuán)體、亞人群或全人群進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和健康干預(yù)，從而改善人群健康狀況，提高個(gè)人衛(wèi)生服務(wù)利用率，減少和控制疾病經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)”[3]。2001 年我國(guó)第一家健康管理公司成立[2]，近年來(lái)越發(fā)受到重視，中華醫(yī)學(xué)會(huì)健康管理學(xué)分會(huì)提出的概念是：“以現(xiàn)代健康概念（生理、心理和社會(huì)適應(yīng)能力）和新的醫(yī)學(xué)模式（生理—心理—社會(huì)）以及中醫(yī)治未病為指導(dǎo)，通過(guò)采用現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和現(xiàn)代管理學(xué)的理論、技術(shù)、方法和手段，對(duì)個(gè)體或群體的整體健康狀況及其影響健康的危險(xiǎn)因素進(jìn)行全面檢測(cè)、評(píng)估、有效干預(yù)與連續(xù)跟蹤服務(wù)的醫(yī)學(xué)行為及過(guò)程。其目的是以最小的投入獲取最大的健康效益”[4]。二者定義都涉及到健康的概念，以及提倡監(jiān)測(cè)、評(píng)估、干預(yù)與隨訪，并且需要考慮到一定的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，其中較為重要的環(huán)節(jié)即是亞健康狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。

現(xiàn)有多種中醫(yī)藥健康管理模式，如KY3H模式[5-6]，心身整合健康模式[7]，“多環(huán)節(jié)切入+狀態(tài)調(diào)整+線性干預(yù)”的“治未病”新模式[8]及中西醫(yī)結(jié)合管理干預(yù)新模式[9-10]等，幾種模式各有優(yōu)劣，但基本上都是基于“治未病”思想上的具體延續(xù)。這些健康管理模式，大多是在體檢或患者來(lái)院就診時(shí)進(jìn)行，具有一定的偶然性，同時(shí)，病情以患者或來(lái)訪者敘述為主，往往具有主觀性，同時(shí)，患者因缺乏一定的醫(yī)學(xué)知識(shí)，往往容易表述不清，對(duì)于醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)性要求較高，且雖有家庭醫(yī)生存在，仍不可能時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)具體的情況。而隨著信息技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)可穿戴設(shè)備監(jiān)測(cè)社區(qū)人員的身心健康狀態(tài)，可以為健康管理提供持續(xù)客觀的數(shù)據(jù)，更有利于掌握社區(qū)人員的具體健康狀態(tài)，從而提供個(gè)性化的健康指導(dǎo)，有助于健康管理。

可穿戴設(shè)備常以用柔性材料制作而成的柔性智能傳感器作為核心檢測(cè)源，對(duì)人體的基本生理參數(shù)、能耗、體位、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并逐步向智能化、微型化、穿戴舒適、貼合度高的方向發(fā)展。在健康醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用?，F(xiàn)就可穿戴設(shè)備在中醫(yī)健康管理中的應(yīng)用情況從中醫(yī)“未病先防，既病防變，病后康復(fù)”三個(gè)方面綜述如下。

1 未病先防

未病先防思想主要包括未病防病及欲病先治兩個(gè)方面。

1.1 未病防病

未病防病指的是在疾病未形成之前，針對(duì)可能的病因或危險(xiǎn)因素，采取針對(duì)性預(yù)防措施，主要提倡以養(yǎng)生為主?！端貑?wèn)·上古天真論》提倡：“法于陰陽(yáng)，和于術(shù)數(shù)，食飲有節(jié)，起居有常，不妄作勞”。主要可以概括為運(yùn)動(dòng)、飲食、作息方面。

運(yùn)動(dòng)方面，多項(xiàng)研究集中于監(jiān)測(cè)老年人日常生活狀態(tài)（activities of daily living，ADL）以評(píng)估老年人的活動(dòng)可行性，如Mathie等[11]使用加速度計(jì)，Sazonov等[12]使用鞋內(nèi)壓力和加速度傳感器系統(tǒng)，對(duì)坐、立、行走等活動(dòng)進(jìn)行分類，甚至可以檢測(cè)是否同時(shí)進(jìn)行手臂伸展動(dòng)作。Guan 等[13]利用可穿戴柔性傳感器識(shí)別老年人的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)能力的評(píng)估和預(yù)防。對(duì)于非老年人而言，運(yùn)動(dòng)時(shí)控制體重是非常重要的指標(biāo)，而BMI 超標(biāo)是多項(xiàng)慢性疾病的的危險(xiǎn)因素，故而對(duì)肥胖人員進(jìn)行監(jiān)測(cè)十分必要。現(xiàn)已有對(duì)肥胖兒童的體力活動(dòng)、心率以及評(píng)估活動(dòng)量是否達(dá)標(biāo)的監(jiān)測(cè)[14]，還有其他各種對(duì)于肥胖人群的監(jiān)測(cè)[15-16]。

飲食方面，當(dāng)葷素均勻，而對(duì)具體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的監(jiān)測(cè)尚較為困難，現(xiàn)有監(jiān)測(cè)主要是針對(duì)酒精[17]?！读~刀》的一項(xiàng)研究顯示，大約3%的癡呆病例酒精可歸因于酒精相關(guān)的腦損傷；近5%的病例存在其他酒精使用障礙，這項(xiàng)研究結(jié)果表明，酒精使用障礙所致的癡呆比之前所認(rèn)為的要嚴(yán)重的多，酒精具有一定的成癮性，故而對(duì)酒精進(jìn)行監(jiān)測(cè)十分必要[18]。

作息方面，作為勞作，息為休息，現(xiàn)階段監(jiān)測(cè)睡眠活動(dòng)可穿戴設(shè)備較多。各有優(yōu)劣。有學(xué)者對(duì)三種可穿戴設(shè)備監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了比較，顯示與總體睡眠時(shí)間相當(dāng)?shù)母櫰鱆awbone UP3 和Fitbit Charge 心率（效應(yīng)量 分 別 為0.09 和0.23）。SenseWear 袖 標(biāo)，Garmin Vivosmart 和Jawbone UP3（效應(yīng)量分別為0.09，0.16 和0.07）可以看出床與時(shí)間的最大對(duì)應(yīng)關(guān)系[19]。一些可穿戴追蹤器比以前的睡眠研究級(jí)裝置更接近于自我報(bào)告的睡眠結(jié)果，這些追蹤器為追蹤健康人群的睡眠提供了一種低成本的替代方案。亦有學(xué)者開發(fā)了消費(fèi)級(jí)可穿戴設(shè)備的手機(jī)APP 開源框架，并成功記錄了整夜睡眠，足以檢測(cè)身體運(yùn)動(dòng)、心率、打鼾和亮度（brightness），并且得到了專業(yè)醫(yī)療人員的認(rèn)可[20]。

對(duì)于老人，還需要注意安全監(jiān)測(cè)，尤其是監(jiān)測(cè)老年人摔倒情況[21-22]，利用Zig Bee通信技術(shù)，發(fā)現(xiàn)摔倒并且迅速聯(lián)系醫(yī)護(hù)人員[23]。配合現(xiàn)在的智能手機(jī)技術(shù)，讓跌倒檢測(cè)更加方便。如Yavuz[24]基于Android系統(tǒng)開發(fā)的先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)，進(jìn)行高精度監(jiān)測(cè)，并可借助谷歌地圖定位，利用通訊工具向護(hù)理人員或家庭成員發(fā)送跌倒和位置的提醒信息。

1.2 欲病先治

欲病先治，主要是在疾病早期癥狀較少且又較輕的階段，如《素問(wèn)·刺熱論》所言“病雖未發(fā)，見赤色者刺之，名曰治未病”，即“刺其未盛者（《靈樞·順逆篇》）”，還有如《千金要方》所言：“凡人有不少苦似不如平常，即須早道，弱隱忍不治，希望自差，須臾之間，以成痼疾。”指的是疾病早期發(fā)現(xiàn)，只有初期癥狀，而無(wú)明顯體征之時(shí)，與現(xiàn)代之“亞健康”頗為相似，提倡“消未起之患，治未病之疾，醫(yī)之于無(wú)事之前。”

亞健康狀態(tài)時(shí)，無(wú)明顯病理性體征，主要是心理健康的監(jiān)測(cè)?，F(xiàn)階段主要通過(guò)眼動(dòng)追蹤[25]、呼吸、脈搏、心電圖及智能手機(jī)上的社交行為等[26-27]進(jìn)行監(jiān)測(cè)。近期Max-Marcel Theilig 等[28]提出一個(gè)應(yīng)用框架，較為全面地概括了心理健康監(jiān)測(cè)情況。圖1為根據(jù)其論文所翻譯的框架圖。值得高興的是，現(xiàn)階段研究已開始注重既保護(hù)隱私，又能夠進(jìn)行自動(dòng)評(píng)估，如Yang 等[29]設(shè)計(jì)程序自動(dòng)分析音頻而不保留音頻數(shù)據(jù)以保護(hù)患者隱私。

疾病早期發(fā)現(xiàn)方面，僅通過(guò)可穿戴設(shè)備較為困難，現(xiàn)主要集中在癡呆癥方面的監(jiān)測(cè)。癡呆癥主要為認(rèn)知功能受損，現(xiàn)主要是監(jiān)測(cè)識(shí)別輕度認(rèn)知障礙，多采用遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。使用計(jì)算機(jī)軟件，如游戲進(jìn)行早期的認(rèn)知障礙監(jiān)測(cè)[30]，主要通過(guò)評(píng)估監(jiān)控整個(gè)游戲中設(shè)計(jì)重大戰(zhàn)略規(guī)劃任務(wù)的自然表現(xiàn)，以及使用鼠標(biāo)移動(dòng)間的數(shù)據(jù)對(duì)用戶思考過(guò)程建模等，還有諸如直接進(jìn)行量表或者任務(wù)評(píng)測(cè)的方法，此類技術(shù)較為成熟，科研臨床均有應(yīng)用，但是在可穿戴設(shè)備方面，欠缺較為直接的方式進(jìn)行評(píng)估認(rèn)知水平，現(xiàn)階段的方法如睡眠監(jiān)測(cè)，使用被動(dòng)紅外技術(shù)和床壓傳感器[31]；為了做到不引起人注意而收集數(shù)據(jù)，可以使用分布式紅外和接觸傳感器[32]進(jìn)行家庭活動(dòng)情況監(jiān)測(cè)。

圖1 心理健康可穿戴設(shè)備框架圖[28]

2 既病防變

既病防變指的是在疾病狀態(tài)時(shí)要進(jìn)行早期治療，防止疾病轉(zhuǎn)變殃及其他未病臟腑或危及生命。如《黃帝內(nèi)經(jīng)八十一難》“見肝之病，則知肝當(dāng)傳脾，故先實(shí)其脾，故先實(shí)其脾，無(wú)令得受肝之邪，故曰治未病”。主要是強(qiáng)調(diào)早期治療。

早期治療方面，可穿戴設(shè)備能發(fā)揮的作用十分有限，有針對(duì)帕金森病之特殊步態(tài)（freeziing of gait，F(xiàn)OG），Bachlin 等[33]通過(guò)為患者提供節(jié)奏型聽覺(jué)信號(hào)，在檢測(cè)到FOG 時(shí)刺激患者恢復(fù)。在臨床評(píng)估上，麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的用于測(cè)量三維加速度、心電圖、肌電圖和皮膚電導(dǎo)率的系統(tǒng)，可評(píng)估監(jiān)測(cè)帕金森病癥狀和檢測(cè)癲癇發(fā)作[34]。

亦有針對(duì)心梗后使用的可穿戴除顫器，對(duì)于心?；颊咝穆墒Сｂ缆蕵O高，尤其是低射血分?jǐn)?shù)的，植入式心律轉(zhuǎn)復(fù)除顫器在心梗后40-90 天是禁忌的，可穿戴式心律轉(zhuǎn)復(fù)除顫器是一個(gè)研究熱門，但是尚未發(fā)現(xiàn)較好的臨床試驗(yàn)證明其有效性，反而有一個(gè)樣本量為2 302 人的隨機(jī)對(duì)照研究顯示[35]，較之對(duì)照組，可穿戴式除顫器并沒(méi)有顯著降低死亡率，可見其仍需要進(jìn)一步研究。

因可穿戴設(shè)備的特性，可以通過(guò)保護(hù)措施以達(dá)到防變的作用。對(duì)于運(yùn)動(dòng)障礙的人，比一般老人需要更加具體的監(jiān)測(cè)，如很多系統(tǒng)已經(jīng)[36-37]通過(guò)利用氣囊技術(shù)開發(fā)，來(lái)預(yù)防跌倒相關(guān)的傷害。主要是通過(guò)可穿戴加速度計(jì)和陀螺儀檢測(cè)到跌倒，并同時(shí)觸發(fā)安全氣囊的膨脹。

從廣義上講，既病防變還包括監(jiān)測(cè)疾病進(jìn)展情況，實(shí)現(xiàn)惡化的早期監(jiān)測(cè)，如慢性阻塞性非疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）。對(duì)于COPD 患者，臨床管理主要目標(biāo)是控制其病情發(fā)展，即實(shí)現(xiàn)惡化的早期檢測(cè)?，F(xiàn)階段可穿戴設(shè)備比較接近實(shí)現(xiàn)早期檢測(cè)惡化監(jiān)測(cè)主要是通過(guò)監(jiān)測(cè)COPD 患者體力活動(dòng)的水平進(jìn)行評(píng)估，并且默認(rèn)活動(dòng)水平降低作為惡化的指標(biāo)。

現(xiàn)主要通過(guò)三軸加速傳感器（triaxial movement sensor）、使用較多的是美國(guó)Reinning 公司所研發(fā)的—the Tritrac R3D，該傳感器分別記錄了x 軸（前后方向，anteroposterior），y 軸（垂直方向，vertical），z 軸（內(nèi)外方向，mediolateral）等三軸向量數(shù)據(jù)，計(jì)算最大向量（vector magnitude units），轉(zhuǎn)換成每單位實(shí)踐之凈活能量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)患者活動(dòng)水平的監(jiān)測(cè)。早在2000 年，Steele 等[38]使用三軸運(yùn)動(dòng)傳感器，該試驗(yàn)共有47 位COPD 患者（44 位男性，3 位女性）進(jìn)行測(cè)量，使用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（intraclass correlation coefficient，ICC），結(jié)果顯示具有較好的信度，且穩(wěn)定性較好；2001 年，Belza等[39]做了類似的試驗(yàn)（樣本量為63 人），亦得出相似結(jié)論。而2009 年即有學(xué)者開發(fā)出一種基于使用單個(gè)單元記錄的數(shù)據(jù)對(duì)患者活動(dòng)水平按照分鐘進(jìn)行分析的算法，從而實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期、高分辨率活動(dòng)監(jiān)測(cè)，該課題組測(cè)量了22 名受試者14 天的數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示能促進(jìn)監(jiān)測(cè)較長(zhǎng)活動(dòng)估計(jì)精度[40]。該課題組亦研發(fā)了相關(guān)算法能監(jiān)測(cè)患者是否佩戴該設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)更好的數(shù)據(jù)處理與監(jiān)測(cè)；值得一提的是，其試驗(yàn)研究顯示在對(duì)患者監(jiān)測(cè)的前幾天傾向于增加他們的活動(dòng)水平，即對(duì)于定期監(jiān)測(cè)情況，當(dāng)考慮到患者心理因素對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果的影響時(shí)，進(jìn)行一定的校正。

雖三軸加速傳感器重量?jī)H168 g，大小如撲克牌，但是大多佩戴在腰間，仍可能造成一定的不適感，而此容易讓佩戴者的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)受心理影響，從而增加其活動(dòng)量，故有學(xué)者使用耳戴式傳感器，并且通過(guò)使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，能夠從單個(gè)耳戴式傳感器中識(shí)別出幾種不同類型的身體活動(dòng)和這些活動(dòng)的強(qiáng)度，其試驗(yàn)共有9 名患者[年齡在（63 ± 9.8）歲，F(xiàn)EV1為（34.73 ±10.78）%預(yù)測(cè)]，結(jié)果顯示該算法能夠較為成功預(yù)測(cè)其活動(dòng)水平；并且患者無(wú)明顯佩戴不適感，亦為監(jiān)測(cè)提供了很好的開端[41]。

隨著傳感器水平的發(fā)展，有多位學(xué)者提出增加生理傳感器，從而同時(shí)識(shí)別活動(dòng)類型及活動(dòng)強(qiáng)度，如增加皮膚電反應(yīng)，皮膚溫度等參數(shù)[42]，從而測(cè)算更為精確的能量消耗；亦有提倡增加如心率、呼吸、氧飽和度等[43]參數(shù)，從而進(jìn)行更全面的狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

3 病后防復(fù)

病后防復(fù)，原意多指瘥后防復(fù)，但是對(duì)于大多慢性病，很難有完全意義上的“瘥”，現(xiàn)多用于病后康復(fù)。

南加州大學(xué)康復(fù)工程研究中心通過(guò)VR 游戲來(lái)改善康復(fù)人員的運(yùn)動(dòng)技能，主要包括伸展、增強(qiáng)手部功能和走路[44]。有醫(yī)療集團(tuán)借助無(wú)限醫(yī)療監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，由中風(fēng)康復(fù)訓(xùn)練師通過(guò)上傳一系列運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練給患者，并通過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)收集的生理和運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)與個(gè)人運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的偏差，從而得到訓(xùn)練反饋[45]。

Giansatnti 等[46]將可穿戴設(shè)備用于帕金森患者的計(jì)步，Aziz 等[47]所設(shè)計(jì)的設(shè)備可以檢測(cè)腹部手術(shù)后患者的恢復(fù)情況。有監(jiān)測(cè)患者的心電圖、血氧、肺音等改善慢阻肺療效及乳腺癌化療效果[48]，亦有心衰[49]方面的康復(fù)。

現(xiàn)階段可穿戴設(shè)備的主要發(fā)展目標(biāo)在于促進(jìn)家庭康復(fù)干預(yù)措施的實(shí)施，并且能夠使價(jià)格合理、易于部署和維護(hù)，現(xiàn)階段主要用于對(duì)運(yùn)動(dòng)技能的康復(fù)并可提供一定的反饋，從而實(shí)現(xiàn)更好的康復(fù)訓(xùn)練。

4 總結(jié)

隨著新材料、新制造工藝的出現(xiàn)，柔性智能傳感器使可穿戴設(shè)備更能滿足人體實(shí)時(shí)信息的采集，并可應(yīng)用于中醫(yī)健康管理的各個(gè)方面，治未病的思想可以借助可穿戴設(shè)備更好地發(fā)揮。

不過(guò)，現(xiàn)階段的可穿戴設(shè)備大多還是在于監(jiān)測(cè)，主要是對(duì)一些客觀參數(shù)，如心率、血氧、活動(dòng)度等的監(jiān)測(cè)，且大多是對(duì)老年病的監(jiān)測(cè)，尤其是在癡呆方面，從運(yùn)動(dòng)飲食調(diào)控，到早期監(jiān)測(cè)，到防護(hù)及康復(fù)均有相應(yīng)的可穿戴設(shè)備。但仍欠缺對(duì)認(rèn)知直接檢測(cè)相關(guān)的可穿戴設(shè)備，此方面仍有待傳感器的發(fā)展。

現(xiàn)階段可穿戴設(shè)備的應(yīng)用大多屬于未病先防范疇，對(duì)于既病防變及病后防復(fù)方面，仍有待進(jìn)一步研究，且單純的中醫(yī)可穿戴設(shè)備，如脈診、舌診方面并沒(méi)有很好的消費(fèi)級(jí)設(shè)備，大多仍在于各大實(shí)驗(yàn)室中，希望在未來(lái)能夠有新的突破。