鄭敏，邵文亮，徐巖，李揮(通信作者)

1 河北省藥品醫(yī)療器械檢驗(yàn)研究院 (河北石家莊 050299)；2 河北醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院 (河北石家莊 050017)

慢性非傳染性疾病是對(duì)一類(lèi)病因隱匿復(fù)雜、病程長(zhǎng)且病情遷延不愈疾病的總稱，常見(jiàn)的有糖尿病、心腦血管疾病(主要包含高血壓、腦卒中和冠心病)、癌癥、慢性呼吸系統(tǒng)疾病(主要包含慢性阻塞性肺疾病、哮喘)。該類(lèi)疾病對(duì)人體損傷極大，易造成傷殘，影響患者的勞動(dòng)能力和生活質(zhì)量，且昂貴的治療費(fèi)用給患者及其家庭帶來(lái)了沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，漫長(zhǎng)的病程且病情遷延不愈加重了患者的心理負(fù)擔(dān)，因此，針對(duì)慢性非傳染性疾病的防治尤為重要，對(duì)該類(lèi)疾病的早期診斷和治療后的長(zhǎng)期監(jiān)管也是臨床面臨的一大挑戰(zhàn)。近年來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)占據(jù)了智能化發(fā)展的主流，改變了人們的生活方式，其中智能手表、智能手環(huán)、谷歌眼鏡等已被廣泛應(yīng)用于日常生活中。醫(yī)學(xué)上已開(kāi)始采用智能化的可穿戴設(shè)備對(duì)慢性非傳染性疾病患者進(jìn)行監(jiān)測(cè)，特別是針對(duì)患有糖尿病、心腦血管疾病的患者。因此，本研究基于可穿戴設(shè)備在慢性非傳染性疾病中的研究進(jìn)展作要概述。

1 可穿戴設(shè)備在常見(jiàn)慢性非傳染性疾病中的研究

1.1 糖尿病

糖尿病是一種以慢性高血糖為特征的代謝性疾病，由多種病因引起，主要表現(xiàn)為胰島素分泌不足或利用缺陷。長(zhǎng)期碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪組織代謝紊亂可引起多系統(tǒng)損傷，糖尿病患者病情嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致感染性疾病、慢性并發(fā)癥、糖尿病足、動(dòng)脈粥樣硬化性心腦血管疾病等多種并發(fā)癥。在我國(guó)，糖尿病是導(dǎo)致非創(chuàng)傷性截肢、成人失明、終末期腎臟病的主要原因，據(jù)WHO公布，糖尿病是2016年世界第七大主要死亡原因[1]。因此，為了有效、便利地監(jiān)測(cè)血糖水平，開(kāi)發(fā)和應(yīng)用可穿戴的血糖監(jiān)測(cè)設(shè)備尤為重要。

目前，可穿戴的血糖監(jiān)測(cè)設(shè)備有侵入性、微創(chuàng)性和無(wú)創(chuàng)性3種[2]。雖然測(cè)定靜脈血漿中的葡萄糖濃度是監(jiān)測(cè)血糖水平的金標(biāo)準(zhǔn)，但頻繁的采血不僅增加了患者的痛苦，還加重了患者的心理負(fù)擔(dān)，降低了患者的依從性，不利于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。微創(chuàng)性是基于細(xì)胞間質(zhì)液的檢測(cè)方法，主要有透皮式抽取技術(shù)和皮下植入式技術(shù)兩種方式，相較于侵入性可穿戴設(shè)備，損傷小且可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，但價(jià)格昂貴且存在疾病感染的風(fēng)險(xiǎn)。無(wú)創(chuàng)性檢測(cè)具有較高的患者依從性和積極性；有研究表明，可穿戴的微型傳感器可實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)血糖監(jiān)測(cè)；汗液、淚液和唾液中的葡萄糖濃度與血液中的葡萄糖濃度相關(guān)[3]。已有研究表明，基于汗液的智能手表傳感器、基于淚液的智能隱形眼鏡傳感器和基于唾液的智能牙線傳感器可用于血液中葡萄糖濃度的檢測(cè)[4-7]。

為防止針對(duì)糖尿病的管理治療不完善，對(duì)其并發(fā)癥的預(yù)防與監(jiān)測(cè)亦至關(guān)重要。糖尿病患者一生中發(fā)生足潰瘍的風(fēng)險(xiǎn)約為15%[8]，1年復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)約為40%[9]，Novice等[10]通過(guò)一項(xiàng)匿名、自愿的調(diào)查，評(píng)估高危糖尿病患者是否愿意推進(jìn)可穿戴技術(shù)預(yù)防糖尿病足潰瘍的形成，研究表明，建議醫(yī)療保健專(zhuān)業(yè)人員將可穿戴技術(shù)應(yīng)用于高風(fēng)險(xiǎn)患者中，且應(yīng)提高利用率。有研究證明，智能鞋、襪和鞋墊可起到降低糖尿病足患者復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的作用[11-12]。Basatneh等[13]探討了醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)(Internet of medical things，IoMT)在糖尿病足潰瘍患者中的應(yīng)用，通過(guò)對(duì)可穿戴傳感器、智能家居設(shè)備和IoMT的聯(lián)合研究，實(shí)現(xiàn)對(duì)糖尿病并發(fā)癥的預(yù)防。Huchegowda等[14]開(kāi)發(fā)了一種專(zhuān)為糖尿病神經(jīng)病變患者設(shè)計(jì)的壓力傳感器鞋墊，該模型通過(guò)壓力傳感器在足部指定位置測(cè)量足底壓力值，并與移動(dòng)應(yīng)用設(shè)備相連接，同時(shí)根據(jù)控制器發(fā)出的信號(hào)，在一定時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)足部穴位進(jìn)行刺激以減輕疼痛。

1.2 心腦血管疾病

1.2.1高血壓

高血壓是由遺傳、環(huán)境、生活及飲食習(xí)慣等因素共同作用導(dǎo)致的慢性非傳染性疾病，是導(dǎo)致心腦血管疾病的危險(xiǎn)因素之一，由其導(dǎo)致的死亡人數(shù)占全球總死亡人數(shù)的14%[15]，因此，針對(duì)高血壓的監(jiān)管勢(shì)在必行，市場(chǎng)上也出現(xiàn)越來(lái)越多的可穿戴設(shè)備被用于高血壓的監(jiān)測(cè)。臂帶式可穿戴設(shè)備是利用光電容積脈搏波信號(hào)通過(guò)光電傳感器記錄血管吸收或反射的光量，可用于監(jiān)測(cè)脈搏波形、血氧飽和度、脈搏波傳導(dǎo)速度等，間接反映血壓水平，是目前常用的無(wú)袖帶血壓技術(shù)[16]。Zheng等[17]利用無(wú)袖帶血壓技術(shù)準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)到了夜間高血壓患者。此外，指套式的可穿戴設(shè)備在測(cè)試中也取得了令人滿意的結(jié)果，相較于臂帶式可穿戴設(shè)備更小巧、方便。

董壯壯等[18]探索了基于脈搏波速法的智能手環(huán)在高血壓患者中的應(yīng)用情況，針對(duì)選取的高血壓患者，以水銀血壓計(jì)和智能手環(huán)兩種方式對(duì)血壓進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果表明，智能手環(huán)的檢測(cè)不僅在準(zhǔn)確率上與水銀血壓計(jì)檢測(cè)結(jié)果的差異不顯著，還節(jié)省了時(shí)間成本，提高了效率。此外，智能手環(huán)具有即時(shí)、便捷的特點(diǎn)，患者可隨時(shí)隨地進(jìn)行監(jiān)測(cè)，獲取準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了更好的自我管理，減輕了醫(yī)務(wù)人員的工作壓力。

1.2.2腦卒中

腦卒中是世界范圍內(nèi)造成患者殘疾的主要原因之一?；颊甙橛虚L(zhǎng)期的運(yùn)動(dòng)和日常生活活動(dòng)功能障礙，給其本人及家庭和社會(huì)帶來(lái)了極大的負(fù)擔(dān)。可穿戴設(shè)備可客觀地評(píng)估和監(jiān)測(cè)患者在臨床內(nèi)外的環(huán)境，更詳細(xì)地評(píng)估損傷。用于腦卒中研究的可穿戴傳感器主要有慣性測(cè)量單元、表面肌電描記術(shù)、電位器/編碼器和柔性傳感器4種，其具有的便于攜帶和可獲得有效結(jié)果的優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步支持這些傳感器作為恢復(fù)階段長(zhǎng)期訓(xùn)練的一種選擇[19]。Salazar等[20]利用慣性傳感器通過(guò)監(jiān)測(cè)患者簡(jiǎn)單活動(dòng)中上肢的加速度數(shù)據(jù)，來(lái)檢驗(yàn)活動(dòng)的質(zhì)量，用于協(xié)助康復(fù)治療師進(jìn)行臨床康復(fù)訓(xùn)練。梁嘉欣等[21]通過(guò)智能足底壓力視覺(jué)反饋可穿戴技術(shù)，對(duì)15例恢復(fù)期腦卒中患者進(jìn)行平衡功能訓(xùn)練，30 min/次，經(jīng)過(guò)20次訓(xùn)練后，與對(duì)照組15例進(jìn)行比較，Berg平衡量表、“起立-行走”計(jì)時(shí)測(cè)試和睜眼-閉眼靜態(tài)平衡率與訓(xùn)練前的差異更大，結(jié)果表明，應(yīng)用可穿戴智能足底壓力視覺(jué)反饋設(shè)備進(jìn)行平衡功能訓(xùn)練可以改善腦卒中患者的平衡功能?？纱┐髟O(shè)備主要用于收集在患者康復(fù)治療過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)、肢體活動(dòng)情況，相較于傳統(tǒng)的康復(fù)治療技術(shù)，可穿戴技術(shù)在數(shù)據(jù)記錄與收集、遠(yuǎn)程指導(dǎo)與操控方面均展現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)[22]。

1.3 癌癥

癌癥是起源于上皮細(xì)胞的惡性腫瘤，具有生長(zhǎng)迅速、侵襲性強(qiáng)和可遷移的特點(diǎn)，可對(duì)人體造成嚴(yán)重的危害。其發(fā)生過(guò)程復(fù)雜，可由化學(xué)、物理、生物、遺傳等因素共同導(dǎo)致，目前能徹底治愈的極少。乳腺癌居女性惡性腫瘤發(fā)病率首位，發(fā)病人數(shù)約占女性腫瘤發(fā)病人數(shù)的1/3，且呈上升趨勢(shì)[23]。乳腺癌的早期篩查及合適的臨床檢測(cè)、治療對(duì)控制由其引起的患者預(yù)后差乃至死亡極其重要。

裴靜等[24]應(yīng)用可穿戴手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)20例早期乳腺癌患者進(jìn)行前哨淋巴結(jié)活檢，與對(duì)照組20例使用明德系統(tǒng)檢測(cè)的患者比較，完成時(shí)間與前哨淋巴結(jié)檢出數(shù)量的差異顯著，前哨淋巴結(jié)檢出率、準(zhǔn)確度和靈敏度無(wú)顯著差異，結(jié)果表明，可穿戴手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)的檢出率、準(zhǔn)確度和靈敏度與明德系統(tǒng)相當(dāng)，且所需時(shí)間更短，手術(shù)效率更高。Millstine等[25]的研究表明，對(duì)于新診斷的乳腺癌患者，可穿戴腦電圖冥想裝置可成為減輕其術(shù)前壓力的一種有效工具，可緩解患者疲勞，改善生命質(zhì)量。Rahman等[26]設(shè)計(jì)了一種可穿戴、生物可降解的天線型文胸用于未來(lái)早期乳腺癌的檢測(cè)，天線的材料為5-(4-全氟己基)苯基噻吩-2-甲醛化合物，彎曲條件下的機(jī)械柔韌性和電磁性能表明，該天線可以很容易地被放置在文胸內(nèi)，且成本低、易于安裝、重量輕，具有一定的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

1.4 慢性呼吸系統(tǒng)疾病

WHO定義慢性呼吸系統(tǒng)疾病是以慢性阻塞性肺疾病為代表的一系列疾病。其主要病種包括慢性阻塞性肺疾病、慢性肺源性心臟病、支氣管哮喘、支氣管擴(kuò)張、肺癌、間質(zhì)性肺病、睡眠呼吸障礙，其中以慢性阻塞性肺疾病、哮喘最為常見(jiàn)。研究表明，我國(guó)40歲以上人群慢性呼吸系統(tǒng)疾病的患病率達(dá)到了13.7%，20歲以上人群的患病率約為8.6%[27]。我國(guó)慢性阻塞性肺疾病的發(fā)病率及患病率均處于較高水平，據(jù)一項(xiàng)研究顯示，我國(guó)約有1億患慢性阻塞性肺疾病患者，且該病是世界第四大死亡原因[28]。WHO預(yù)計(jì)，到2030年，慢性阻塞性肺疾病將成為世界第三大死亡原因[29]。哮喘是一個(gè)全球性的公共衛(wèi)生問(wèn)題，我國(guó)哮喘患者已超過(guò)3 000萬(wàn)，全球每年死于哮喘的患者達(dá)38萬(wàn)[30-31]。

冼綺云等[32]的研究將監(jiān)控型智能吸氧設(shè)備和人工調(diào)節(jié)吸氧裝置吸氧設(shè)備應(yīng)用于慢性阻塞性肺疾病患者中，通過(guò)比較干預(yù)后兩組肺功能指標(biāo)的檢查結(jié)果和運(yùn)動(dòng)耐力的評(píng)定結(jié)果，確定監(jiān)控型智能吸氧設(shè)備的應(yīng)用價(jià)值，結(jié)果表明，監(jiān)控型智能吸氧設(shè)備可準(zhǔn)確監(jiān)控慢性阻塞性肺疾病患者吸氧時(shí)的氧流量，有效改善患者的肺通氣功能。楊妍等[33]的研究表明，應(yīng)用哮喘智能管理APP進(jìn)行個(gè)體化管理，對(duì)控制支氣管哮喘有積極作用。

2 總結(jié)

隨著科技的發(fā)展、進(jìn)步，可穿戴設(shè)備不斷更新?lián)Q代，多種類(lèi)和多功能的傳感器被研發(fā)并應(yīng)用于醫(yī)學(xué)實(shí)踐，且越來(lái)越小巧、輕便、省電、實(shí)用、美觀，通過(guò)數(shù)據(jù)信息整合模塊，以多種方式與手機(jī)相連接來(lái)收集、傳輸、處理和儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)疾病的輔助診斷、監(jiān)測(cè)和治療。基于可穿戴設(shè)備聯(lián)合智能終端(智能手機(jī)、智能手環(huán)等)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將使遠(yuǎn)程醫(yī)療在醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)揮巨大的潛力，可實(shí)現(xiàn)對(duì)慢性非傳染性疾病的遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理，避免不必要的住院治療，緩解緊張的住院條件，減輕醫(yī)務(wù)人員繁重的工作，消除患者沉重的心理壓力，同時(shí)，患者每個(gè)階段的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均可保留，利于醫(yī)療機(jī)構(gòu)的追本溯源、更好的治療與指導(dǎo)用藥。

3 不足與展望

可穿戴設(shè)備開(kāi)發(fā)困難，其高昂的價(jià)格使很多人望而卻步，尤其是需要長(zhǎng)期治療的慢性非傳染性疾病患者，如何在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下降低成本是行業(yè)產(chǎn)業(yè)亟需思考的問(wèn)題。智能產(chǎn)品的應(yīng)用讓我們的生活越來(lái)越精彩，然而電池的續(xù)航時(shí)間需要引起關(guān)注，如何更好地節(jié)能及延長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。此外，大數(shù)據(jù)時(shí)代導(dǎo)致了個(gè)人信息的泄露，若可穿戴設(shè)備的數(shù)據(jù)信息被妄加利用，將會(huì)直接危害用戶的隱私安全，如何做到信息安全亦是可穿戴設(shè)備發(fā)展過(guò)程中不可回避的關(guān)鍵點(diǎn)。