使用便攜式或可穿戴監(jiān)測設備和護理點醫(yī)療設備的新方法有望改善患者的治療效果并減輕公共醫(yī)療機構的壓力。

在導致COVID-19的SARS-CoV-2病毒出現(xiàn)之前，醫(yī)療保健交付方式的大規(guī)模轉變就已經(jīng)在進行，這為醫(yī)療創(chuàng)新提供了新的動力。在 2020 年大流行之前，發(fā)達國家的人口老齡化、移動寬帶連接幾乎普遍可用以及復雜傳感技術的發(fā)展正在推動采用更加個性化、數(shù)字化或遠程的方法來監(jiān)測和診斷患者。隨著冠狀病毒大流行增加了對有限醫(yī)院設施的壓力，醫(yī)療服務提供者正在加速實施用于醫(yī)院外測試和監(jiān)測的新技術。傳感器的創(chuàng)新現(xiàn)在使生命體征能夠在家中以臨床級精度進行測量，并在護理點測試標本，無需將樣本送到遠程實驗室進行處理，并產(chǎn)生更快的結果以加快診斷速度。

這標志著與數(shù)十年前的標準醫(yī)療操作程序的突破。在傳統(tǒng)的醫(yī)療模式中，患者在癥狀明顯時到醫(yī)院就診，或進行例行的年度檢查，并接受一次性測試，這些測試通常會在診斷或健康評估之前被送去進行實驗室分析。在許多情況下，這種診斷會在原始咨詢后很長時間內(nèi)出現(xiàn)，并且基于患者病情的這一單一快照。

當監(jiān)測生命體征和癥狀所需的復雜設備稀缺且僅在醫(yī)院或其他專用醫(yī)療機構可用時，這種治療方法是有意義的。

新的醫(yī)學傳感技術的發(fā)展為完全不同的醫(yī)療概念創(chuàng)造了條件。與醫(yī)院使用的大型固定醫(yī)療監(jiān)測設備不同，新的患者監(jiān)護方法使用的設備：

體積小，甚至可穿戴

消耗很少的功率，因此可以使用電池供電

提供準確的臨床級測量

這使得醫(yī)療監(jiān)測和測試可以帶出醫(yī)院，并在當?shù)卦O施（如全科醫(yī)生診所或患者家中）進行。為了給患者帶來更大的便利，貼片等可穿戴設備可以連續(xù)、隱蔽地運行，以便在任何地方實現(xiàn) 24/7 全天候監(jiān)控。

通過現(xiàn)實生活中的監(jiān)測進行更好的診斷

實施新的遠程監(jiān)控技術的動機部分是由于資源稀缺。當 COVID-19 感染在 2020 年達到頂峰時，醫(yī)院面臨的壓力證明，對急性護理服務需求的增加很快就會壓垮醫(yī)療保健系統(tǒng)。因此，將需要監(jiān)測生命體征的患者從醫(yī)院病床轉移到診所或自己的家中是一個明智的長期策略。

但同樣重要的是，使用便攜式或可穿戴設備進行監(jiān)測可以提供更有用的數(shù)據(jù)并產(chǎn)生更好的患者結果。新的醫(yī)療監(jiān)測技術可以擴展對心率、心率變異性、血氧飽和度 （SpO2） 和溫度等生命體征的跟蹤。通過持續(xù)監(jiān)測，可以發(fā)現(xiàn)在單個快照中無法檢測到的趨勢和模式，而從業(yè)者可以在與患者的一次預約中捕獲。人工智能（AI）診斷技術的并行發(fā)展意味著可以自動化監(jiān)控數(shù)據(jù)流。

這種基于人工智能的方法不是用數(shù)據(jù)淹沒患者的醫(yī)生，而是使用技術來監(jiān)測背景中生命體征的模式，并且只有在需要醫(yī)生親自干預時才舉起旗幟。通過檢測指示未來發(fā)病率的前兆信號，患者和醫(yī)生可以共同改變藥物、生活方式或飲食，以防止以前最終需要去醫(yī)院急癥監(jiān)護病房的疾病發(fā)作。

此外，在家中或護理點設施的監(jiān)測可以揭示有關患者在現(xiàn)實生活中的健康狀況的信息，而不是在醫(yī)院病房中人為且通常壓力大的環(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動和睡眠等其他指標的測量相結合，將醫(yī)療數(shù)據(jù)置于患者生活方式的背景下。

半導體技術應用新突破

這種新的患者監(jiān)測模式的引入是21世紀半導體技術和計算機科學一系列發(fā)展的結果。

在光電子領域，已經(jīng)開發(fā)出可以執(zhí)行光電容積脈搏波（PPG）的光學傳感器解決方案，該解決方案利用無創(chuàng)光學方法來計算心率，呼吸頻率和SpO2。微型MEMS運動傳感器同樣可以測量患者的活動，如運動時間和睡眠質(zhì)量，以將生命體征置于上下文中。

在醫(yī)院中，用于監(jiān)測生命體征的大部分設備體積龐大且耗電。通過在芯片規(guī)模上實現(xiàn)這種測量功能，ADI公司等半導體制造商可以創(chuàng)建諸如應用于皮膚的醫(yī)療貼片等產(chǎn)品，這些產(chǎn)品可以使用電池供電數(shù)天或數(shù)周，同時將測量結果無線傳輸?shù)?a href="http://m.makelele.cn/v/tag/11230/" target="_blank">智能手機等主機設備。通過此主機，可以將測量結果安全地上傳到云診斷服務，該服務可以將原始電信號流轉換為醫(yī)學上可操作的數(shù)據(jù)。

技術專長與應用知識的完美結合

能夠描述半導體和計算系統(tǒng)的功能要求是一回事，這些系統(tǒng)使患者能夠佩戴智能手表或貼片來監(jiān)測他們的生命體征。在實際產(chǎn)品中使用這些技術實施解決方案是另一回事。

在ADI公司，我們認識到，我們?yōu)獒t(yī)療保健技術創(chuàng)新者提供的服務可能從半導體技術開始，但不能就此結束。這就是為什么我們通過醫(yī)療市場的技術專家和領域專家的組合為客戶提供支持的原因。

醫(yī)療領域專家的工作是密切了解應用要求以及關鍵屬性，例如法規(guī)和數(shù)據(jù)隱私，這些屬性是市場的特征。開發(fā)復雜醫(yī)療產(chǎn)品的客戶可以更快地創(chuàng)新，獲得更大的自由度和更大的成功結果，因為他們得到不僅了解其技術而且了解其應用的專家的支持。

在生命體征監(jiān)測領域，這種應用專業(yè)知識得到了開發(fā)平臺的支持。例如，生命體征監(jiān)測（VSM）研究手表是一個多參數(shù)開放式開發(fā)平臺。它采用一套方便的可穿戴外形的傳感器，提供一組連續(xù)的生命體征測量，用于生物醫(yī)學算法的開發(fā)。

VSM研究手表采用PPG和ECG來測量心率和心率變異性。其MEMS加速度計執(zhí)行步數(shù)計數(shù)，用于改進和通知對運動偽影敏感的算法。手表上的傳感器測量溫度和阻抗，這些值用于監(jiān)測壓力和身體成分的算法。這些功能支持醫(yī)療和學術機構進行的研究，以評估遠程患者監(jiān)控的新用例。

將患者監(jiān)護移出醫(yī)院的回報是顯而易見的。ADI公司和其他此類開發(fā)平臺的可靠VSM手表采用傳感器、模數(shù)轉換器和數(shù)字信號處理器等精密、低功耗、微型元件，為創(chuàng)新型醫(yī)療設備制造商構建未來的監(jiān)控設備奠定了基礎。

審核編輯：郭婷