Table of Contents
سنسورهای زیست پزشکی قابل تحمل اساساً تغییر کرده اند که چگونه پزشکان و افراد سلامت قلب را پیگیری می کنند، این دستگاه های فشرده و غیر تهاجمی داده های ضربان قلب زمان واقعی را ارائه می دهند که زمانی تنها در تنظیمات بیمارستان در دسترس بود.با میلیون ها کاربر در سراسر جهان، نظارت مداوم ضربان قلب از طریق پوشیدنی ها در حال حاضر یک سنگ بنای پیشگیری از قلب و مدیریت بیمار از راه دور است.
چگونه سنسور های قابل تحمل ضربان قلب را اندازه گیری می کنند
Photoplethysmography (PPG) Technology
بیشتر ساعت های هوشمند و گروه های تناسب اندام از سنسور های PPG استفاده می کنند، این نور سبز یا مادون قرمز را به پوست می فرستد و تغییرات جذب نور ناشی از پالس های حجم خون در بستر میکروواسکولی را اندازه می گیرند، سیگنال منعکس شده برای استخراج ضربان قلب و در دستگاه های پیشرفته، تنوع ضربان قلب (HRV) کارآمد و راحت برای تمام سایش های روزمره است، اما می تواند تحت تاثیر قرار گیرد و رنگ پوست محیط زیست و نور محیط زیست.
الکتروکاردیوگرام (ECG) Sensors
بندهای Chest و برخی از ساعتهای هوشمند جدیدتر شامل سنسورهای ECG خشک الکترونی هستند.این ها فعالیت الکتریکی قلب را از سطح بدن تشخیص می دهند. ECG دقیق ترین فواصل R-R را فراهم می کند و می تواند آریتمی هایی مانند فیبریت جانبی، انقباضات نارس و اختلالات رفتاری را شناسایی کند.
تفسیر و سایر تغییرات
سنسورهای نوظهور از بی تحرکی برای اندازه گیری تغییرات ناتوانی در برابر خروجی قلبی استفاده می کنند. برخی پوشیدنی ها PPG را با شتاب سنج ترکیب می کنند تا نویز حرکت را فیلتر کنند، و دقت در طول ورزش را بهبود بخشند. دستگاه های تحقیقاتی نیز ممکن است seismocardi یا Ballistocardiography را برای جذب عملکرد قلب مکانیکی به کار گیرند.
انواع ضربان قلب قابل تحمل
Smartwatchs
Apple Watch، Samsung Galaxy Watch، Fitbit Sense و خانواده های Garmin Fenix PPG و اغلب ECG تک نفره را ادغام می کنند، آنها نظارت مداوم، اعلان های ریتم نامنظم و ویژگی های FDA برای تشخیص فیبریتاسیون سریع را ارائه می دهند. Smartwatch ها از یک رابط کاربر پسند، اتصال سلولی و اکوسیستم های برنامه ای که با سوابق سلامت ترکیب می شوند، معمولا از 18 ساعت تا چندین ساعت بسته به چندین ساعت عمر عمر متغیر هستند.
کمربندهای Chest
Polar H10، Garmin HRM-Pro و Wahoo TICKR استاندارد طلا برای ورزشکاران و مطالعات بالینی هستند.آنها از ECG استفاده می کنند و دقت ضرب و شتم را با حداقل تاخیر ارائه می دهند. Chest بندها برای آزمایش ورزش، تجزیه و تحلیل HRV و پروتکل های تحقیقاتی ایده آل هستند.
باندهای فیتنس و حلقه ها
دستگاه هایی مانند حلقه ما و گروه WHOOP از PPG در یک عامل فرم جمع و جور استفاده می کنند، آنها بر معیارهای خواب و بهبودی تأکید می کنند، اغلب شامل HRV و روند ضربان قلب استراحت می کنند. حلقه ها کمتر از دستگاه های جوش خورده مچ پا هستند اما ممکن است نرخ نمونه گیری پایین تر داشته باشند، و آنها را برای ردیابی عمومی سلامت قابل دسترس می کنند.
چسب های پزشکی-Grade Stick Patches
Zio Patch و محصولات مشابه برای نظارت تشخیصی تجویز می شوند، آنها ضبط مداوم ۱۴ روزه ECG با وفاداری بالا را ارائه می دهند، این پچ ها پوشیدنی های مصرف کننده نیستند، اما نشان دهنده معیار بالینی برای تشخیص آریتمی هستند.استفاده آنها در تله پزشکی به عنوان مدل های بازپرداخت رشد می کند.
برنامه های بالینی ضربان قلب مداوم
تشخیص خطای Atrial Fibrillation
فیبراسیون Atrial (AFib) یک علت اصلی سکته است و اغلب به صورت غیر رسمی است.Wearables با الگوریتم های اطلاع رسانی ریتم نامنظم می تواند قسمت های AFib را تشخیص دهد که ممکن است در غیر این صورت به طور غیر قابل تشخیص باشد مطالعات مانند مطالعه قلب اپل و Huawei Heart این دستگاه ها را در گروه های بزرگ تأیید ECG تأیید کرده اند.
قابلیت تنوع ضربان قلب (HRV) برای عملکرد خودکار
HRV تنوع ضرب و شتم به شکست در ضربان قلب را اندازه گیری می کند، منعکس کننده تعادل پاراسمپاتیک و سمپاتیک است.Wearables امکان ردیابی HRV روزانه را فراهم می کند، مفید در ارزیابی استرس، بهبودی و نشانه های اولیه عفونت. کلینیک ها از روند HRV برای نظارت بر اختلال autonomic در شرایط مانند دیابت، پارکینسون، و سندرم پس از آن.
نظارت از راه دور از شرایط مزمن
بیماران مبتلا به نارسایی قلبی، بیماری عروق کرونر یا وضعیت پس از جراحی از نظارت مداوم ضربان قلب بهره مند می شوند. Alerts for Tachycardia، bradycardia یا آریتمی های جدید می توانند حذف بیمارستان را کاهش دهند. بسترهای نرم افزاری مانند Biofourmis و بهداشت فعلی اطلاعات پوشیدنی را با سوابق بهداشت الکترونیکی برای تیم های مراقبت مجازی ادغام می کنند.
آمادگی تمرین و بهینه سازی تناسب اندام
برای افراد سالم، پوشیدنی ها به هدف قرار دادن مناطق ضربان قلب خاص برای تهویه هوازی، سوزاندن چربی یا آموزش فاصله با شدت بالا کمک می کنند.اطلاعات منابع انسانی دوره های بازیابی را هدایت می کنند و از تمرین بیش از حد جلوگیری می کنند. ورزشکاران از HRV برای تنظیم بارهای آموزش و تشخیص سریع استفاده می کنند.
مزایای برای بیماران و ارائه دهندگان خدمات بهداشتی
تشخیص زودهنگام و مداخله
داده های مداوم اختلالات گذرا را ثبت می کند که یک ECG 12 سرب در یک کلینیک ممکن است از دست بدهد، به عنوان مثال، یک اجرای 30 ثانیه تاکیکاردی در طول خواب می تواند ثبت و تجزیه و تحلیل شود.
تصمیمات شخصی بهداشت و داده-محور
روند ضربان قلب طولانی مدت نشان می دهد که پایه های فردی و انحرافات. ضربان قلب استراحت بیمار در حال افزایش 10 Bpm در طول یک هفته ممکن است عفونت، کمبود آب و یا اختلال عملکرد تیروئید را نشان دهد. ارائه دهندگان می توانند از این الگوهای برای خیاط درمان به جای تکیه بر میانگین جمعیت استفاده کنند.
افزایش مشارکت بیمار
دیدن بازخورد زمان واقعی کاربران را تشویق می کند تا رفتارهای سالم تری را اتخاذ کنند.مطالعات نشان می دهد که شمارش روزانه و بازخورد ضربان قلب باعث افزایش فعالیت بدنی می شود. گامبه و ویژگی های اجتماعی بیشتر انگیزه را حفظ می کنند. بیماران مبتلا به بیماری و پیگیری قرار می گیرند.
کاهش هزینه های بهداشتی
نظارت از راه دور با پوشیدنی ها می تواند بازدید های اورژانس غیر ضروری و بستری شدن بیمارستان را کاهش دهد.یک متاآنالیز در ] ژورنال تحقیقات اینترنتی پزشکی دریافت که بیماران مبتلا به نارسایی قلبی با استفاده از نظارت از راه دور پوشیدنی 30٪ کاهش شنوایی داشته اند. Insurers و کارفرمایان به طور فزاینده ای از دستگاه ها به عنوان بخشی از برنامه های بهداشتی یارانه می رسانند.
چالش ها و محدودیت ها
دقت در شرایط واقعی جهان
سنسورهای PPG در طول حرکت با شدت بالا، حالت های کم تزریق و در افراد با پوست تیره تر به دلیل جذب ملانین دقیق تر هستند. A 2019 مطالعه در طب دیجیتال طبیعت [FLT 1] تشخیص داده شده است خطاهای اشباع اکسیژن بیشتر در بیماران سیاه است الگوریتم ها را بهبود می بخشد و اضافه کردن LED های چند موجی، اما تصمیم گیری بالینی نباید تنها به داده های خام بدون اعتبار PPG تکیه کند.
عمر باتری و آلودگی داده ها
نظارت مداوم ضربان قلب باتری ها را به سرعت تخلیه می کند، اکثر ساعت های هوشمند نیاز به شارژ روزانه دارند، ایجاد شکاف های داده در طول شب. Chest با باتری های سلول های کوین اما فاقد نمایشگر یکپارچه هستند.
حریم خصوصی داده ها و امنیت
داده های قابل حمل در معرض مقررات مختلف ( راهنمای FDA ، HIPAA در ایالات متحده، GDPR در اروپا) است. بسیاری از دستگاه های مصرف کننده داده ها را با اشخاص ثالث برای تجزیه و تحلیل یا تبلیغات به اشتراک می گذارند.
تنظیم مقررات و شکاف های معتبر بالینی
همه پوشیدنی ها FDA-پاک شده یا CE-marked برای اهداف پزشکی نیستند، حتی دستگاه های پاک شده اغلب در مقایسه با مانیتورهای سنتی تحت مطالعات اعتبار محدود قرار می گیرند. کلینیکی ها هنگام تفسیر اندازه گیری های غیر هماهنگ با عدم اطمینان مواجه می شوند.
مسیر های آینده و نوآوری ها
هوش مصنوعی و پیش بینی Analytics
مدل های یادگیری ماشین که در مجموعه داده های پوشیدنی بزرگ آموزش دیده اند می توانند هیپوtension، شروع آریتمی یا ساعات تخریب قبل از وقایع بالینی را پیش بینی کنند.برای مثال، اپل یک الگوریتم پیش بینی فیبریت خام را پیش بینی می کند. از یادگیری عمیق در سیگنال های PPG خام استفاده می کند. AI همچنین به اصلاح مصنوعات حرکت و آستانه شخصی برای هشدارها کمک می کند.
سنسور چند منظوره Fusion
پوشیدنی های آینده ضربان قلب، میزان تنفسی، واکنش پوست گالوانیک، دما و اشباع اکسیژن را بر روی یک تراشه ترکیب می کنند، این دیدگاه جامع می تواند نشانه های اولیه از پسیس، سکته گرمایی یا حملات وحشت را شناسایی کند.
مینیاتوراسیون و فرم پوست-Patch
دستگاه های الکترونیکی انعطاف پذیر و قابل کشش، پچ های خالکوبی مانند را که برای هفته ها با پوست مطابقت دارند، فعال می کنند، این دستگاه های “رنگ الکترونیکی” از گرافن یا فیلم های پلیمری با مصرف کم انرژی استفاده می کنند.آنها می توانند برای برنامه های بیمارستانی یا نیمه قابل استفاده باشند.
ادغام با Digital Therapeutics و EHR
داده های قابل حمل به صورت یکپارچه به سوابق سلامت الکترونیکی جریان می یابد، که باعث پشتیبانی تصمیم گیری بالینی می شود. Platforms مانند ابتکارات بهداشت دیجیتال هیدرارد یکپارچه سازی با Epic و Cerner Algorithms می تواند بیماران را به عنوان دارو یا مشاوره شیوه زندگی مورد نیاز قرار دهد.
نظارت مداوم ضربان قلب در جمعیت های ویژه
تحقیقات سازگار کردن پوشیدنی برای کودکان، بارداری و geriatrics است. Fetal Heart نظارت بر از طریق پچ های شکمی مادر در حال توسعه است. سیستم های تشخیص پاییز سالمندان نرخ قلب را با اکولوژی برای نوزادان ترکیب می کنند، جوراب های پوشیدنی ضربان قلب و اکسیژن را برای کاهش خطر SIDS اندازه می گیرند.
نتیجه گیری
سنسورهای زیست محیطی ما فراتر از پیگیری تناسب اندام حرکت کرده اند تا به ابزارهای ضروری در نظارت مداوم ضربان قلب تبدیل شوند، آنها به افراد قدرت می دهند تا مسئولیت سلامت قلب خود را به عهده بگیرند، در حالی که پزشکان یک پنجره را به زندگی روزمره تبدیل می کنند که قبلا غیرممکن بود.روشنایی، وضوح تنظیمی و تجزیه و تحلیل های هوشمند تاثیر آنها را عمیق تر می کند.
"دستگاه های قابل حمل فقط گجت نیستند - آنها تبدیل به استتوسکوپ قرن 21st" - دکتر Eric Topol، موسسه ترجمه علمی تحقیقات پزشکی
برای یادگیری بیشتر در مورد دستورالعمل های بالینی برای مانیتور ضربان قلب پوشیدنی، از توصیه های کالج آمریکایی کارت شناسی و منابع بهداشت دیجیتال FDA بازدید کنید.