程俊寧,陳香萍,勞月文,喬曉婷,莊一渝

(1.浙江中醫(yī)藥大學(xué) 護(hù)理學(xué)院,浙江 杭州 310053;2.浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院 護(hù)理部,浙江 杭州 310016)

譫妄是一種急性腦功能障礙,其特征是精神狀態(tài)改變、注意力障礙、意識(shí)水平改變或思維紊亂,好發(fā)于老年和重癥患者[1-2],且在養(yǎng)老院、臨終關(guān)懷等醫(yī)療機(jī)構(gòu)均有發(fā)生,根據(jù)患病人群的不同,其發(fā)生率在23.0%～54.9%之間[3]。專家共識(shí)[1,4]指出譫妄與患者負(fù)性臨床結(jié)局相關(guān),包括住院死亡率上升、住院時(shí)間延長,以及認(rèn)知功能障礙等,增加家庭照顧者和醫(yī)療衛(wèi)生保健體系的負(fù)擔(dān)。目前,譫妄評估工具難以實(shí)現(xiàn)長期監(jiān)測,無法反映譫妄癥狀的波動(dòng)性,且?guī)в性u估人員的主觀性[5]?？纱┐髟O(shè)備借助無線通信技術(shù)及云端平臺(tái),打破了傳統(tǒng)醫(yī)療的限制,為譫妄篩查及預(yù)防提供了新的思路。隨著大數(shù)據(jù)、人工智能的發(fā)展,可穿戴設(shè)備得到了飛速的發(fā)展,從理論概念轉(zhuǎn)為商業(yè)產(chǎn)品。目前,可穿戴設(shè)備的研究聚焦于臨床,逐步應(yīng)用于譫妄領(lǐng)域,通過采集、分析患者的生命參數(shù)及活動(dòng)軌跡,實(shí)現(xiàn)對患者健康狀態(tài)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測,為譫妄篩查提供客觀的指標(biāo)。國外已有研究[6-8]將可穿戴設(shè)備結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用于譫妄的預(yù)防及治療,但國內(nèi)針對可穿戴設(shè)備在譫妄領(lǐng)域的相關(guān)研究較少。本研究就可穿戴設(shè)備在譫妄患者中的應(yīng)用現(xiàn)狀和展望進(jìn)行綜述,以期為可穿戴設(shè)備在譫妄的預(yù)測、預(yù)防和緩解譫妄嚴(yán)重程度等方面的研究或推廣應(yīng)用提供參考。

1 譫妄管理現(xiàn)狀

譫妄管理的重點(diǎn)在于早期識(shí)別處于譫妄風(fēng)險(xiǎn)的患者和譫妄患者,并及時(shí)采取干預(yù)措施。譫妄的病理生理機(jī)制尚不明確,沒有單一的干預(yù)措施或藥物能預(yù)防或治療譫妄,多項(xiàng)指南[4,9-10]推薦采用多元策略降低譫妄發(fā)生率或持續(xù)時(shí)間。譫妄診斷的金標(biāo)準(zhǔn)是采用《精神疾病的診斷和統(tǒng)計(jì)手冊》對患者進(jìn)行評估,但評價(jià)人員卻僅限于精神科醫(yī)生,在應(yīng)用中存在較大的局限性,一般不采用[11]。目前使用的譫妄評估工具包括4 項(xiàng)譫妄快速診斷測試(4AT test)[12]、護(hù)理篩查量表[13]、ICU意識(shí)模糊評估方法(CAM-ICU)[14]或重癥監(jiān)護(hù)譫妄篩查量表(ICDSC)[10]等。但上述工具主要是通過臨床人員的主觀評估,且篩查頻率在1～3次/日,無法捕捉到譫妄癥狀的波動(dòng)性,錯(cuò)過譫妄評估的最佳時(shí)機(jī),低估譫妄的發(fā)生。

2 可穿戴設(shè)備概述

可穿戴設(shè)備是指佩戴在身上的便攜式電子設(shè)備,通常由傳感單元、通信單元和處理單元構(gòu)成,具備采集和分析人體數(shù)據(jù)功能,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互,輔助臨床決策[15],已有研究將其用于譫妄的篩查、預(yù)測及干預(yù)?？纱┐髟O(shè)備按傳感器的類別可主要分為生物傳感器、運(yùn)動(dòng)傳感器和環(huán)境傳感器。其中運(yùn)動(dòng)傳感器[16]又稱慣性傳感器,主要用于檢測運(yùn)動(dòng)軌跡或運(yùn)動(dòng)識(shí)別,如加速度傳感器、陀螺儀等。按照部位不同,可分為頭部、手部、下肢、軀干穿戴類。手部穿戴類設(shè)備包括腕式活動(dòng)記錄儀、智能手環(huán)或智能手表等,主要應(yīng)用于睡眠監(jiān)測、心率監(jiān)測、運(yùn)動(dòng)軌跡記錄等[15]。頭部穿戴類設(shè)備包括頭戴式顯示器、Google project glass、虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔等,主要應(yīng)用于譫妄預(yù)防等方面[17]。

3 可穿戴設(shè)備在譫妄患者中的應(yīng)用

3.1 尋找特定的睡眠參數(shù) 譫妄是通過易感因素和誘發(fā)因素之間的復(fù)雜相互作用而發(fā)展起來,如高齡、認(rèn)知障礙及并發(fā)癥等,其中睡眠障礙常被認(rèn)為是譫妄相關(guān)的危險(xiǎn)因素[18]。多項(xiàng)研究[19-20]證實(shí)了兩者之間的相關(guān)性。然而,目前還沒有一種客觀、連續(xù)地測量睡眠質(zhì)量參數(shù)的完美方法。多導(dǎo)睡眠圖(polysomnography,PSG)、腦電圖、睡眠日記或睡眠報(bào)告在應(yīng)用中存在較大局限,難以長期監(jiān)測患者睡眠。若睡眠質(zhì)量參數(shù)能被準(zhǔn)確測量,尋找出與譫妄相關(guān)的特定參數(shù),后續(xù)可將睡眠質(zhì)量參數(shù)用于譫妄預(yù)測、篩查?？纱┐髟O(shè)備能通過客觀的數(shù)據(jù),量化睡眠參數(shù),在同睡眠的金標(biāo)準(zhǔn)PSG比較的研究中,可穿戴設(shè)備在睡眠與清醒判定方面具有較高的敏感性(90%以上)和準(zhǔn)確度(80%以上),適用于長期的睡眠監(jiān)測[21-23]。

荷蘭開展的一項(xiàng)試點(diǎn)研究[24]采用加速度傳感器測量老年患者的睡眠-覺醒節(jié)律,通過比較老年患者譫妄發(fā)生前后睡眠參數(shù)的變化,確定受譫妄影響的參數(shù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),譫妄前后患者的實(shí)際睡眠時(shí)間、睡眠效率和睡眠持續(xù)時(shí)間減少,睡眠潛伏期增加。但該研究樣本量較小,后續(xù)仍需開展大樣本驗(yàn)證研究。另一項(xiàng)使用褪黑素預(yù)防譫妄的隨機(jī)對照試驗(yàn)[25],將腕戴式監(jiān)測設(shè)備用于跟蹤患者睡眠情況。雖然該研究結(jié)果表明譫妄患者存在睡眠片段化,但并未確定睡眠參數(shù)是否可用于譫妄預(yù)測。Jaiswal等[26]在其基礎(chǔ)上,對數(shù)據(jù)進(jìn)行二次分析,通過CDF曲線和混合自回歸模型評價(jià)睡眠參數(shù)在譫妄發(fā)展中的預(yù)測價(jià)值,研究發(fā)現(xiàn)短時(shí)睡眠(<10 min)對譫妄發(fā)生具有預(yù)測價(jià)值。這為早期識(shí)別高危個(gè)體提供了途徑,可以幫助預(yù)測患者發(fā)生譫妄的風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 早期識(shí)別譫妄及譫妄亞型 活動(dòng)改變是譫妄的主要癥狀之一[27]。譫妄的其他癥狀,如患者的認(rèn)知能力和精神狀態(tài)的波動(dòng),不易用自動(dòng)化方法進(jìn)行量化,而患者的身體活動(dòng)模式更適合用可穿戴設(shè)備來進(jìn)行評估,如加速度傳感器,可用于量化患者身體活動(dòng)的改變,為譫妄早期識(shí)別和區(qū)分譫妄亞型提供更客觀的標(biāo)準(zhǔn)。

活動(dòng)記錄儀[28]常由加速度傳感器和數(shù)據(jù)記錄器組成,每0.1 s記錄一次活動(dòng),將收集到的數(shù)據(jù)上傳入數(shù)據(jù)記錄器,通過編寫的程序?qū)鞲衅餍盘?hào)進(jìn)行分析,區(qū)分患者活動(dòng)體態(tài)轉(zhuǎn)換 (坐、躺、站立和行走)。Leonard等[29]使用活動(dòng)記錄儀對譫妄患者進(jìn)行活動(dòng)監(jiān)測,研究發(fā)現(xiàn)活動(dòng)記錄儀能較好區(qū)分不同譫妄亞型患者之間的動(dòng)態(tài)活動(dòng)變化,可用于譫妄亞型的判斷,但該研究未將譫妄亞型患者與非譫妄患者的動(dòng)態(tài)活動(dòng)進(jìn)行比較,尚不足以用于譫妄篩查。Godfrey等[30]在Leonard等的基礎(chǔ)上,對活動(dòng)記錄儀進(jìn)行優(yōu)化,采用三軸加速度傳感器,放置于大腿中外側(cè),測量垂直加速度和中外側(cè)加速度。通過三軸傳感器監(jiān)測臨終患者活動(dòng)變化,并將患者24 h內(nèi)的運(yùn)動(dòng)變化分為白天、“日落”前后和夜間三個(gè)時(shí)間段進(jìn)行比較,研究發(fā)現(xiàn)譫妄和非譫妄的患者在活動(dòng)總時(shí)間的百分比、24 h內(nèi)體態(tài)變化的次數(shù)、運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間等方面存在差異,加速度傳感器為譫妄篩查提供了客觀指標(biāo),能夠用來區(qū)分譫妄與非譫妄人群,其中白天體位變化次數(shù)是最有鑒別性的測量指標(biāo)。Godfrey等[31]將小波變換(wavelet transform,WT)用于加速度傳感器,以區(qū)分譫妄亞型患者躺、坐和行走活動(dòng)的運(yùn)動(dòng)信號(hào),研究發(fā)現(xiàn)采用WT的加速度傳感器能在臨床環(huán)境客觀評估譫妄患者的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),并在區(qū)分譫妄亞型患者活動(dòng)變化方面的準(zhǔn)確性為92.3%。

目前以加速度計(jì)為代表的運(yùn)動(dòng)傳感器,通過對譫妄患者活動(dòng)變化連續(xù)、客觀的監(jiān)測,為譫妄篩查提供客觀指標(biāo),從而避免了譫妄評估的主觀性。未來研究需對患者活動(dòng)變化的指標(biāo)加以辨別,尋找出對檢測譫妄最具鑒別性的測量指標(biāo)。同時(shí),具有活動(dòng)監(jiān)測功能的智能手表日益普及,商業(yè)化的產(chǎn)品種類較多,如三星Gear智能手表、小米手環(huán)等[32],相比研究環(huán)境下的活動(dòng)記錄儀更易推廣。Davoudi等[32]進(jìn)行的驗(yàn)證研究表明智能手表在活動(dòng)識(shí)別方面與活動(dòng)記錄儀沒有差異,準(zhǔn)確率高達(dá)85%,可用于代替活動(dòng)記錄儀,具有廣闊的發(fā)展空間。但此類設(shè)備在臨床譫妄篩查的使用仍需進(jìn)行驗(yàn)證研究。

3.3 虛擬現(xiàn)實(shí)預(yù)防譫妄 虛擬現(xiàn)實(shí)(virtual reality,VR)是利用計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)構(gòu)造虛擬三維場景,用戶通過陀螺儀、傳感器和磁力計(jì)等裝置與虛擬環(huán)境交互作用,實(shí)現(xiàn)視覺、聽覺及觸覺等沉浸體驗(yàn)[8]。虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)現(xiàn)在于可穿戴設(shè)備的發(fā)展。隨著5G時(shí)代的到來、人工智能的發(fā)展以及傳感器集成技術(shù)的突破,部分可穿戴設(shè)備已從概念化轉(zhuǎn)向商用化,如頭戴式顯示器、Google project glass、虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔等產(chǎn)品[17],這也為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

現(xiàn)有研究將虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用于譫妄領(lǐng)域,以期能降低譫妄發(fā)生率和譫妄的嚴(yán)重程度。Suvajdzic等[8]學(xué)者采用虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔、三軸加速度傳感器、環(huán)境傳感器、位置追蹤器開發(fā)構(gòu)建了“DREAM”系統(tǒng),實(shí)時(shí)監(jiān)控ICU患者數(shù)據(jù),通過提高睡眠質(zhì)量、減少疼痛、降低鎮(zhèn)靜劑的使用和刺激認(rèn)知預(yù)防譫妄的發(fā)生和譫妄持續(xù)時(shí)間。Naef等[33]通過頭戴式顯示器和降噪耳機(jī)對926例ICU患者提供虛擬現(xiàn)實(shí)的刺激,以期降低譫妄的發(fā)生率。但對于干預(yù)的時(shí)機(jī)、持續(xù)時(shí)間仍需進(jìn)一步研究確認(rèn)。Eijlers等[7]對日間兒科患者采用虛擬現(xiàn)實(shí)干預(yù),VR組術(shù)前焦慮評分明顯低于對照組,鎮(zhèn)痛藥物的使用顯著減少,但與正常護(hù)理組對比,兩組譫妄結(jié)局無差異。這與Ryu等[6]的研究類似,在患兒術(shù)前一天采用VR引導(dǎo),VR組焦慮評分顯著降低,但與對照組相比,兩者譫妄結(jié)局并未有差異。這或許與研究人群相關(guān),ICU患者長期處于較為緊張、嘈雜的環(huán)境下,虛擬現(xiàn)實(shí)營造了一種舒適的場景,一定程度上為ICU患者提供了良好的療愈環(huán)境,避免監(jiān)護(hù)室的沖擊感,緩解患者焦慮、緊張情緒,減少其罹患譫妄的風(fēng)險(xiǎn)。另外,同傳統(tǒng)傳遞信息方式相比,VR顯著降低術(shù)前焦慮,未來研究可采取多元化的行為準(zhǔn)備,以期降低譫妄的發(fā)生率。

4 討論

4.1 完善研究設(shè)計(jì) 可穿戴設(shè)備能用數(shù)據(jù)反映患者的身體情況,相較于譫妄的評估工具,更具客觀性。多項(xiàng)研究利用可穿戴設(shè)備,找到與譫妄相關(guān)的特定參數(shù),如睡眠效率、睡眠持續(xù)時(shí)間、短時(shí)睡眠、白天體位變化次數(shù)等,但并未對這些指標(biāo)的預(yù)測性能進(jìn)行評價(jià),并不清楚其閾值、靈敏度及特異度。Jaiswal等[25-26]通過隨機(jī)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)短時(shí)睡眠、長時(shí)睡眠、平均睡眠時(shí)間在譫妄和正?；颊咧g存在差異,但當(dāng)對其預(yù)測性能進(jìn)行評價(jià)時(shí),發(fā)現(xiàn)只有短時(shí)睡眠有預(yù)測價(jià)值。若后續(xù)研究采用這些睡眠參數(shù)或活動(dòng)指標(biāo)篩查或預(yù)測譫妄,需要的前提是這些指標(biāo)是精確且有價(jià)值的?？赏ㄟ^ROC曲線分析納入的指標(biāo)對譫妄的預(yù)測價(jià)值,尋找出其中最具預(yù)測價(jià)值的指標(biāo)。另外,部分研究[24,29-31]樣本量小,數(shù)據(jù)收集時(shí)間短,研究對象限于特定人群,并未使用譫妄的金標(biāo)準(zhǔn)評估患者,導(dǎo)致研究偏倚風(fēng)險(xiǎn)較高,影響結(jié)果的比較、推廣。未來需開展大樣本、多中心試驗(yàn),收集更長時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù),通過譫妄的金標(biāo)準(zhǔn)評估患者,采用可穿戴設(shè)備監(jiān)測患者健康數(shù)據(jù),尋找出其中存在差異的參數(shù)或指標(biāo),并在其基礎(chǔ)上對數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析,評價(jià)指標(biāo)的預(yù)測價(jià)值,為以后的應(yīng)用提供參考。

4.2 改良可穿戴設(shè)備 同時(shí),可穿戴設(shè)備本身存在一定的局限性,在睡眠監(jiān)測這方面,此類設(shè)備能準(zhǔn)確地記錄睡眠中斷(例如睡眠次數(shù)),但在監(jiān)測睡眠持續(xù)時(shí)間/睡眠效率上,精準(zhǔn)度欠缺,通常高估[26]。另外在ICU人群的應(yīng)用存在局限,原因在于ICU患者可能受到鎮(zhèn)靜劑的使用、神經(jīng)肌肉的無力或約束的限制,影響患者的身體活動(dòng)。

一方面是優(yōu)化譫妄評估算法,與醫(yī)務(wù)人員通力合作,對不同人群加以區(qū)分,完善算法的邏輯判斷,通過設(shè)置多種模式,如術(shù)后譫妄算法、老年譫妄算法,提高譫妄預(yù)測的準(zhǔn)確性;另一方面是改良可穿戴設(shè)備,考慮對現(xiàn)有的傳感器集成化,如將加速度計(jì)、陀螺儀和方位傳感器集成為測量模塊。從成本效益方面,集成傳感器比單獨(dú)的傳感器更具成本優(yōu)勢,而且能夠降低尺寸,滿足未來可穿戴設(shè)備的發(fā)展需求,也能避免在數(shù)據(jù)收集過程受到的干擾因素,如人體的狀態(tài)、周圍環(huán)境等因素,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)監(jiān)測。

4.3 構(gòu)建智能化數(shù)據(jù)庫 通過可穿戴設(shè)備采集患者數(shù)據(jù),上傳并儲(chǔ)存至云端服務(wù)器,建立大樣本數(shù)據(jù)庫,不僅可用于譫妄領(lǐng)域的研究,也為其他領(lǐng)域的研究提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)支持。醫(yī)護(hù)人員也能通過查閱系統(tǒng)云端收集的數(shù)據(jù),了解患者健康狀況的動(dòng)態(tài)變化,對該疾病人群的發(fā)病特點(diǎn)、危險(xiǎn)因素做出判斷,給予相應(yīng)的干預(yù)措施,達(dá)到疾病預(yù)防或治療作用。推動(dòng)設(shè)備智能化,以期未來可穿戴設(shè)備能做到自校準(zhǔn)、自標(biāo)定和自動(dòng)補(bǔ)償功能,在自動(dòng)采集數(shù)據(jù)、進(jìn)行邏輯判斷和數(shù)據(jù)處理的同時(shí),兼顧一定程度的存儲(chǔ)和信息處理功能。

4.4 優(yōu)化VR干預(yù) 目前,VR干預(yù)譫妄的研究[6-7,33]較少,且結(jié)果存在差異。考慮可能是不同人群譫妄發(fā)生的影響因素不同,從單一的方面進(jìn)行干預(yù)可能效果并不如意。這也從側(cè)面反映了譫妄是一類綜合征,是多因素作用的結(jié)果。未來研究可將VR作為多元策略中的一部分,結(jié)合早期運(yùn)動(dòng)、視聽覺輔助,降低譫妄的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)或嚴(yán)重程度。同時(shí),不斷優(yōu)化VR設(shè)備中存在的眩暈、技術(shù)費(fèi)用高昂等問題,拓展其在譫妄領(lǐng)域的應(yīng)用。

5 小結(jié)

可穿戴設(shè)備通過監(jiān)測患者活動(dòng)周期,提供一種客觀的方法衡量患者晝夜節(jié)律和身體活動(dòng)模式的改變,可用于監(jiān)測譫妄患者的睡眠質(zhì)量或是譫妄及譫妄亞型的篩查,同時(shí)也能為未來評價(jià)譫妄的預(yù)防或治療方案的有效性提供客觀的數(shù)據(jù),從而推動(dòng)譫妄治療干預(yù)方法的改進(jìn)與完善。隨著智能手表等可穿戴設(shè)備的更新?lián)Q代和普及應(yīng)用,患者入院前的數(shù)據(jù)信息可被采集,其活動(dòng)數(shù)據(jù)可被導(dǎo)出,這些客觀的活動(dòng)數(shù)據(jù)能夠?yàn)榛颊呷朐簳r(shí)提供可靠的基準(zhǔn)。使用可穿戴設(shè)備監(jiān)測譫妄患者的價(jià)值在于其非侵入性、連續(xù)長期的數(shù)據(jù)收集功能。未來仍需大樣本、高質(zhì)量的研究,構(gòu)建數(shù)據(jù)庫,開發(fā)出適用于可穿戴設(shè)備的譫妄算法,推動(dòng)譫妄的預(yù)防或治療。