دور أجهزة الاستشعار الحيوية القابلة للزراعة في رصد معدلات القلب المستمر
وقد تغيرت أجهزة الاستشعار الطبية الحيوية المستقرة تغيرا جوهريا كيف يتتبع الأطباء والأفراد صحة القلب، وهذه الأجهزة غير الغازية المدمجة توفر بيانات عن معدل نبضات القلب في الوقت الحقيقي كانت متاحة في بيئات المستشفيات فقط، حيث أصبح رصد معدلات القلب المستمر من خلال المصابيح السائلة يشكل الآن حجر الزاوية في أمراض القلب الوقائية وإدارة المرضى عن بعد.
كم من قياسات الحرارة المرهقة
Photoplethysmography (PPG) Technology
وتستخدم معظم أنواع الواحات الذكية واللياقة أجهزة الاستشعار التي تستخدمها أجهزة الاستشعار التي تستخدمها أجهزة الأشعة فوق البنفسجية، وهذه الضوء الأخضر أو المرتجل في الجلد، وتقيس التغيرات في الامتصاص الخفيف الناجمة عن نبضات حجم الدم في السرير المجهري، وتعالج الإشارة المعبرة لاستخراج معدل القلب، وفي الأجهزة المتقدمة، تقلبات معدل القلب، وهي فعالة ومريحة بالنسبة للارتداء طوال اليوم، ولكنها يمكن أن تتأثر بالحركة.
جهاز الاستشعار بالقلب الكهربائي
وتشتمل أجهزة الاستشعار التي تعمل بالكهرباء والجهاز المغناطيسي للكهرباء على أجهزة استشعار للصدمات الكهربائية من القلب من سطح الجسم، وتوفر هذه الأجهزة أحدث الفترات الفاصلة بين R-R، ويمكنها تحديد الرهينثوميات مثل التلويثات الاصطناعية، والانكماشات الكهربية المبكرة، والشذوذ غير المؤثرة في السلوك، غير أن فريق النقد الأوروبي يحتاج إلى اتصال مباشر بالبشرة وأقل ملاءمة من البرمجيات.
Impedance Plethysmography and Other Modalities
وتستخدم أجهزة الاستشعار الناشئة التبسيط الأحيائي لقياس التغيرات الهزائية المتصلة بمنتجات القلب، وبعض القابلات للزراعة تجمع بين قوالب التراكم الأحيائي وأجهزة التصفير الصوتي، وتحسين الدقة أثناء التدريب، وقد تستخدم أجهزة درجة البحث أيضاً الأشعة السيزمية أو الباليستيروقراطية لاستخلاص وظيفة القلب الميكانيكية.
أنواع مرصدات القلب المُستَبَلَق
Smartwatches
وتقوم أسر مراقبة آبل وسامسونغ غالاكسي ومؤسسة فيتبيت سينس وشركة غارمين فينكس بدمج مجموعة ال بي بي بي جي، وكثيرا ما تكون ذات قيادة واحدة، وتقدم تقارير رصد مستمرة وإخطارات غير نظامية، وملامح لإزالة الألغام لأغراض الكشف عن النسيجات البرية، وتستفيد المواضع من واجهة سهلة الاستعمال، ووصلات خلوية، ونظم إيكولوجية مدمجة في سجلات الحياة الصحية من الكتيبة.
الشيطّان
أما القطب H10، و Garmin HRM-Pro، وWhoo TICKR، فهي من معايير الذهب لرياضيات ودراسات سريرية، وهي تستخدم الـ (ECG) وتوفر الدقة من الضرب إلى الضرب بأقل قدر من الضباب، وطبقات الشهيد هي المثل الأعلى لإجراء الاختبارات، وتحليل فيروس HRV، وبروتوكولات البحث، وقيدها الرئيسي هو عدم الارتياح للملابس الطويلة الأجل وعدم وجود بيانات عن العرض يجب أن يقرأ على جهاز ثنائي.
وحدات اللياقة والرنين
وتستخدم أجهزة مثل فرقة أورا أورا أورنا وفرقة منظمة الصحة العالمية لشبكة PPG في شكل نموذجي، وهي تؤكد على قياسات النوم والتعافي، التي كثيرا ما تتضمن اتجاهات أسعار القلب والقلب المخففة، والأعصاب أقل تطفلا من الأجهزة التي تعمل بالرسغ، ولكنها قد تكون معدلات أخذ العينات أقل، وتُقدر أسعارها بحجم أقل، مما يجعلها متاحة للتتبع العام للصحة.
الطب - الشباك الجرافية
ويُحدد مقياس كهرباء النفط والمنتجات المماثلة لرصد التشخيص، وهي توفر تسجيلا مستمرا لمدة 14 يوما من التصنيفات الأولية العالية، وهذه الشقوق ليست قابلة للزراعة الاستهلاكية، بل تمثل المعيار السريري لاكتشاف الاضطرابات، ويتزايد استخدامها في التطبيب عن بعد مع تطور نماذج السداد.
التطبيقات السريرية لرصد معدلات القلب المستمر
كشف موجز أرضي
فالتليف البري سبب رئيسي للضربة، وهو في كثير من الأحيان غير عملي، ويمكن للذوين المصابين بخرافيزميات غير نظامية للإخطار بالصدمات أن يكشفوا عن حوادث من قبيل تشخيصها، وقد تؤدي الدراسات مثل دراسة القلب في آبل ودراسة قلب هواوي إلى التحقق من هذه الأجهزة في ذروة كبيرة، وإلى أن يتم تأكيد التقييم الاقتصادي، فإن هذه الإنذارات يمكن أن تؤدي إلى تحقيق نتائج طبية في الوقت المناسب.
معدل التغير في معدل القلبي للوظيفة المستقلة
ويقاس البيوتادايين السداسيين بالتفاوت بين ضربات القلب، الذي يعكس التوازن الطفيلي والتعاطفي، ويتيح التتبع اليومي للمصابين بفيروس نقص المناعة البشرية، ويفيد في تقييم الإجهاد والتعافي والعلامات المبكرة للإصابة، ويستخدم العيادات اتجاهات الأشعة فوق البنفسجية لرصد الاختلال الذاتي في ظروف مثل السكري ومتلازمة باركينسون ومتلازمة ما بعد الكومنولث.
رصد الأحوال المزمنة عن بعد
ويستفيد المرضى الذين يعانون من إخفاق في القلب أو مرض الشريان التاجي أو الحالة بعد الجراحة من مراقبة متواصلة لمعدلات القلب، ويمكن للتنبيهات المتعلقة بالقلبات المغلقة أو السكتة القلبية أو الارتطام الجديد أن تقلل من قراءات المستشفيات، وتدمج منابر مثل الـ 4 بيولوجيا والصحة الحالية البيانات القابلة للارتداء مع السجلات الصحية الإلكترونية لأفرقة الرعاية الافتراضية.
التأشيرات والتأهيل
وبالنسبة للأفراد الصحيين، تساعد القابلات للذوبان على استهداف مناطق محددة لمعدلات القلب من أجل التكييف الهوائي، أو حرق الدهون، أو التدريب على فترات الشدة العالية، وتسترشد بيانات الموارد البشرية بفترات التعافي وتمنع الإفراط في التدريب، ويستخدم الرياضيون جهاز الأشعة فوق البنفسجية لتعديل حمولات التدريب وكشف التجاوز المبكر.
استحقاقات المرضى ومقدمي الرعاية الصحية
الكشف المبكر والتدخل
(ب) استمرار عمليات جمع البيانات عن الشذوذات التي قد تفتقدها مجموعة من كبار السن في عيادة من 12 درجة، مثلاً، يمكن تسجيل وتحللها عن بعد في 30 ثانية من الدقائق التكتيكية التي تُجرى أثناء النوم، ويسمح الكشف المبكر بإدخال تعديلات على أسلوب الحياة أو تعديلات على الأدوية أو الإحالات الكهروفية قبل تصعيد الأعراض.
الرعاية الصحية الشخصية والقرارات المتعلقة بـ " البيانات "
وتكشف اتجاهات معدلات القلب الطويلة عن خطوط أساس فردية وانحرافات، وقد يرتفع معدل ضربات القلب لدى المريض 10 رطلاً على مدى أسبوع، مما يدل على الإصابة أو الجفاف أو اختلال الغدة الدرقية، ويمكن للموردين استخدام هذه الأنماط لمعالجة الخياطة بدلاً من الاعتماد على متوسطات السكان، كما أن نماذج التعلم الآلة التي يتم تدريبها على البيانات القابلة للارتداء تحسن من تضخيم المخاطر على الأحداث القلبية.
تعزيز مشاركة المرضى
وتظهر الدراسات أن عدد حالات الوفاة اليومية ومعدل التغذية المرتدة يزيد النشاط البدني، ويزيد من الحفز على المزاد من الملامح الاجتماعية، ويزيد من احتمال التزام المرضى المخطوفين بالتعيينات في الأدوية والمتابعة.
تخفيض تكاليف الرعاية الصحية
ويمكن أن يؤدي الرصد عن بعد مع القابلات للارتداء إلى انخفاض الزيارات الطارئة التي تقوم بها الإدارات وإلى دخول المستشفيات، وقد تبين من تحليل دقيق في Journal of Medical Internet Research أن مرضى الفشل القلبي الذين يستخدمون الرصد عن بعد القابل للزراعة أقل بنسبة 30 في المائة من القراء، ويتزايد دعم شركات التأمين وأرباب العمل في الأجهزة كجزء من برامج حسن الرضى.
التحديات والحدود
Accuracy Under Real-World Conditions
وتعاني أجهزة الاستشعار التي تستخدمها أجهزة الاستشعار من نوع بي جي من درجة أقل دقة أثناء حركة الحساسية العالية، وقلة الارتداد، وفي الأفراد الذين لديهم أطنان جلدية أكثر ظلماً بسبب امتصاص الميلين.() وقد تبين أن دراسة أجريت في عام 2019 في الطب الرقمي [FLLT:1] قد أحدثت أخطاء في التشبع بالأوكسجين أكثر وضوحاً في المرضى السود.
حياة البطارية واستمرارية البيانات
إن مراقبة معدلات الصرف الصحي المستمر في القلب بسرعة، ومعظم المواخير الذكية تتطلب شحنا يوميا، مما يخلق ثغرات في البيانات بين عشية وضحاها، وتفتت بطاريات خلايا العملات في الأشهر الماضية، ولكنها تفتقر إلى عروض متكاملة، ويستكشف الباحثون عمليات جمع الطاقة وشرائح الطاقة المنخفضة القدرة من أجل توسيع نطاق الاستقلال الذاتي.
خصوصية البيانات والأمن
وتخضع البيانات القابلة للزراعة لمختلف الأنظمة (]) الإرشادات الصادرة عن المؤسسة الإنمائية للتنمية الحرجية ]، وهي الوكالة في الولايات المتحدة، والناتج المحلي الإجمالي في أوروبا، حيث تتقاسم أجهزة استهلاك كثيرة البيانات مع أطراف ثالثة للتحليل أو الإعلان، ويجب على المرضى ومقدمي الخدمات فهم تخزين البيانات، والتشفير، واتفاقات الموافقة، وتوصي رابطة القلب الأمريكية بسياسات شفافة للبيانات.
ألعاب التقييم التنظيمي والعيادي
ولا توجد جميع العوامل المزروعة في هيئة الأغذية والزراعة، أو التي تخصّصها الجمعية العامة لأغراض طبية، بل إن الأجهزة المبرّرة كثيرا ما تخضع لدراسات محدودة للتحقق مقارنة بالرصد التقليدي، ويواجه العيادات عدم اليقين عند تفسير القياسات غير المتحققة، وتقوم المجتمعات المهنية بوضع معايير للإبلاغ عن البيانات القابلة للارتداء والتكامل السريري.
الاتجاهات والابتكارات في المستقبل
الاستخبارات الفنية والتحليلات الجاهزة
ويمكن لنماذج التعلم الماكين التي تم تدريبها على مجموعات البيانات الكبيرة القابلة للارتداء التنبؤ بقلة الوزن أو عدم الرئوي أو ساعات التحلل قبل وقوع الأحداث السريرية، وعلى سبيل المثال، تستخدم شبكة الرصد الجوي لغوارزمية التنبؤ بالاختلاط الرئوي التعلم العميق من إشارات الغازات الخام.
Multimodal Sensor Fusion
وستجمع القابلات المستقبلية للزراعة بين معدل القلب، ومعدل التنفس، والاستجابة للجلود المجرية، ودرجة الحرارة، وتشبع الأكسجين على رقاقة واحدة، ويمكن لهذا النظر الكلي أن يكشف عن علامات التبخير أو السكتة الحرارية أو الهجمات الهلعية، وقد قامت شركات مثل فيتبت وبكينغ بدمج أجهزة الاستشعار الخاصة بمقياس الحرارة في الجلد.
مصانع التعدين ونموذج سكين - بتش
فالالكترونيات المرنة والممتدة تتيح رقائق تشبه الوشم التي تتطابق مع الجلد لأسابيع، وتستخدم هذه الأجهزة " الجلد الإلكتروني " أفلاماً للغرافيا أو متعددة المراحيض ذات استهلاك منخفض من الطاقة، ويمكن التخلص منها أو شبه قابل للاستعمال، وهي مثالية لبرامج المستشفيات في البيت.
Integration with Digital Therapeutics and EHR
بيانات قابلة للاشتعال ببطء في السجلات الصحية الإلكترونية، مما يؤدي إلى دعم القرارات السريرية، ومنابر مثل مبادرات الصحة الرقمية في هارفرد، تقوم على سبيل التجربة بالإدماج مع إيبيك وسيرنر، ويمكن للمصابين بمرض الديدان أن يُعلموا المرضى الذين يحتاجون إلى تدبير أدوية أو مشورة نمط حياة.
رصد معدلات القلب المستمر في السكان الخاصين
ويجري تطوير البحوث التي تكيف المقاييس اللازمة لطب الأطفال والحمل والطب الجراثي، ويجري حالياً رصد معدل ضربات القلب الجنين عن طريق رقائق البطن النفاسية، وتجمع نظم الكشف عن الخريف بين معدل القلب والارتفاع، وبالنسبة للرضع، تقيس الجوارب القابلة للارتداء معدل القلب والأكسجين للحد من مخاطر الدول الجزرية الصغيرة النامية.
خاتمة
وقد تجاوزت أجهزة الاستشعار الطبية البيولوجية المستقرة التتبع عن اللياقة لتصبح أدوات أساسية في الرصد المستمر لمعدلات القلب، حيث أنها تمكن الأفراد من تولي مسؤولية صحتهم القلبية الوعائية، مع إعطاء الوسطاء نافذة إلى الحياة اليومية التي كان من المستحيل في السابق، ومن شأن تحسين الاستحقاق والوضوح التنظيمي والتحليل الذكي أن يعمق أثرها، حيث أن هذه الأجهزة تتقلص من حيث الحجم والتكلفة، ويمكن أن يؤدي الاعتماد العالمي إلى تحويل أمراض القلب الوقائي، والحد من العبء العالمي للمرض.
]" الأجهزة القابلة للطاقم ليست مجرد أدوات - بل أصبحت منظار القرن الحادي والعشرين " - الدكتور إيريك توبلو، معهد الترجمة التحريرية للبحوث في سكريببس ](
]
To learn more about clinical guidelines for wearable heart rate monitors, visit the American College of Cardiology recommendations] and ]FDA’s digital health resources].