可穿戴设备：评估与监测人体生理状态的展望

本文旨在探讨当今医疗系统所面临的主要挑战,提出了一种新的医疗范式,即充分发掘可穿戴设备的潜能并和新的健康与疾病的理论体系相结合。当前生活形态相关的各类疾病已成为主要医疗支出,并随人口老龄化不断增加。可穿戴设备正逐渐成为以疾病预防和管理为重点的大规模医疗健康系统的关键技术。微型传感器、系统集成、物联网、人工智能、5G等技术的进步使得可穿戴设备能够实现与医疗设备相当的高质量检测。通过各种物理、化学和生物传感器,可穿戴设备以无创或微创的方式持续监测体征信号,包括心电图、脑电图、呼吸、血氧、血压、血糖、活动等。通过融合复杂系统观念和非线性动力学方法,我们发展出一套崭新的连续动态生理信号分析理论——动态生物复杂度,动态信号分析的结果可以为疾病预防、诊断、治疗和管理提供重要信息。此外,可穿戴设备还可以作为连接医生和患者的重要桥梁,通过跟踪、存储患者数据,并与医疗机构共享患者数据,实现对患者的远程或实时健康评估,为精准医疗和个性化治疗提供技术支持。可穿戴设备在医疗领域有着广泛的前景,将成为医疗系统转型的重要推动力。同时,也将推动我们对于健康和疾病的认识和理解更为深入和全面,带来革命性的医疗变革。     

人体日常健康管理可穿戴设备研究进展

随着大众对便携地获得个体健康信息的需求不断扩大,可穿戴设备不仅被广泛应用于临床,还由于其智能化、微型化、便携化等特点,被逐渐应用到普通家庭日常健康管理中.本文通过PubMed及CNKI数据库对可穿戴设备的文献进行搜索,依据可穿戴设备实现的不同功能对其进行分类,简述了其应用的算法及具体分析方法,并对其在人体健康领域的发展趋势做出了展望.     

高海拔区暴露下脑微循环障碍与急性高原脑水肿

目的 探讨高原脑水肿的发病机制与救治方法。方法 本研究应用不同手段观察了急性高原人群和实验动物的脑血流、脑微循环、脑代谢和超微结构等变化,进行探讨了这些变化与急性高原脑水肿的关系。结果 随着海拔升高急进高原群人脑流量明显增高,而急性高原反应和急性高原病患者的脑血流量又显著高于高原适应人群。脑血流量增加的物质基础是脑血管扩张,脑内NO与氧自由基的过度释放与脑血管扩张、脑含水量之间有很好的相关关系。现场研究证实载氧或预防药物可降低急进高原人群的脑血流量,降低高原脑水肿的发病率。而急性高原脑水肿的现场救治对提高治愈率,降低死亡率又有重要作用。结论 高海拔区暴露下脑微循环障碍可导致高原脑水肿形成,药物或载氧预防改善脑微循环可降低脑水肿的发病率。     

可穿戴技术的发展

从可穿戴技术的发展现状出发,讨论可穿戴技术的内涵与外延,回顾可穿戴技术发展的技术渊源与发展历史;从通信技术、芯片技术、传感器、柔性原件等几个方面,阐述可穿戴设备的关键技术;分析可穿戴设备的交互模式,介绍可穿戴设备中常用的操作系统;综述可穿戴设备的常见应用场景,指出可穿戴技术的发展方向。通过对可穿戴技术研究和应用中各个方面的系统论述,为可穿戴技术的研究提供一个基础框架。     

高原地区低氧与胎儿新生儿呼吸循环相关研究进展

高原是世界范围内人类居住的极端恶劣环境之一,物理环境如低氧、寒冷、干燥、紫外线和风沙等,给高原上的生活带来极大的挑战,其中最严峻的考验是高原上氧气的可利用性。高原上特殊的物理环境以及人群基因背景的共同作用下,不同类型的高原人群表现出各自独特的生理和病理生理特征,其中西藏人是世界上公认的对高原环境适应最佳的人群。目前很多针对成人医学研究在高原上开展,而对新生儿这一独特群体的关注甚少。根据中国卫生部妇幼卫生年鉴历年的数据显示,藏族新生儿疾病的发生率和死亡率显著高于全国平均水平。     

可穿戴医疗/健康技术——生物医学工程的机遇和挑战

正本期刊载了8篇与可穿戴式设备相关的研究论文,涉及康复、生理、病理信息监测等,内容丰富、学术性强、应用前景显著。可穿戴设备,这里指的是可以直接穿戴在身上的便携式医疗或健康电子设备,在软件支持下感知、记录、分析、调控/干预甚至治疗疾病或维护健康状态。可穿戴健康设备可实现长时间动态监测,提供全面的临床诊断数据或健康信息,有利于寻找病因或感知健康状态,实现防病和早期治疗、提升诊疗水平、持续跟踪患者情况,或实现健康状态     

高原不同人群血液流变学指标改变及血液粘度的调节

目的 :观察高原不同人群血液流变性特点 ,探讨低氧环境下人体血液粘度调节机制。方法 :对高原红细胞增多症 (简称高红症 )患者及不同居住时间和不同种族人群进行血液流变学相关指标检测和分析。结果 :高红症患者、汉族久居高原人群和藏族世居人群反映红细胞聚集性和变形性的相关指标较对照组明显下降 ,组织供氧指数、红细胞压积和平均红细胞体积均显著高于对照组。结论 :高原低氧环境下 ,人体通过改变红细胞功能和形态等方式 ,代偿性调节因红细胞压积增高引起的血液粘度的过度升高 ,有助于维持组织的正常供氧     

可穿戴式设备分类及其相关技术进展

可穿戴式设备是一种新型的人机交互方式,对提升用户的环境感知、获取自身状态和"无处不在"的计算能力起着不可替代的独特作用,自2013年以来,已经井喷式地出现在我们身边。文中对已经面世和文献报道过的大部分可穿戴式设备按照功能和佩戴位置进行了分类;对可穿戴式设备使用的传感技术、无线通信技术、电源管理技术、显示技术、大数据等相关技术进行了概述;最后对可穿戴式设备发展存在的挑战进行了剖析,并对可穿戴式设备的发展趋势进行了展望。     

可穿戴技术在军事作业中的应用

可穿戴技术是一种对人体状态进行无创监测的新技术。该技术在军事作业领域中蕴藏着巨大的应用价值,特别在战地救护和分诊、军事训练监测、作业环境有害物质监测和士兵心理状态监测方面,可穿戴技术具有巨大的应用前景。美国在可穿戴技术的军事作业应用方面做了大量的研究工作,并取得了多项成果。随着相关科学技术的进步,可穿戴技术将在军事作业的各个领域发挥越来越大的作用。     

地域环境是塑造人体肠道微生物的主导因素

肠道是人体最大的微生物菌库,肠道微生物的群落结构和功能改变会影响人体的免疫和代谢系统,与多种疾病的发生和发展有关。宿主的遗传、年龄、性别、疾病状态、用药、激素水平、生活环境、地域、饮食和生活习惯等均会不同程度地影响人体肠道稳态。饮食和生活习惯不仅会在短期内塑造肠道菌群,长期来看也是调整和干预肠道菌群最有效的方式。有研究认为肠道微生物差异始于宿主基因,但最新的一项研究发现,宿主基因型仅可解释个体间微生物差异的1.9%, 而生活在同一地域环境中、饮食和生活习惯相近的人,其肠道菌群组成和功能更加相似^[1]。一项中国人群的研究中也证实了地域是决定肠道菌群特征的决定性因素^[2]。这一方面提示我们在进行肠道微生物与疾病的临床干预性研究中应充分考虑宿主生活的地域环境、饮食和生活习惯,另一方面也提醒我们进行地域特异性肠道微生物研究的重要性和价值。我国幅员辽阔, 地域丰富,民族众多,但目前我国的肠道微生物研究多集中在东南沿海等发展程度较高的城市,在西北地区却相当缺乏。 我国西北地区地处高原地带,高海拔,低氧压,昼夜温差大,造就了独特的生活环境、饮食文化和风俗习惯,在当地生活着包括藏、回、东乡、裕固等多个少数民族的人群,因此进行我国西北地区少数民族人群肠道微生物的研究对探究特定地域环境和饮食生活条件下人群的健康和疾病发生及发展具有重要价值,同时,也有助于寻找新的疾病治疗菌株,为地域性高发病和疑难杂症等的预防和诊治提供基于肠道微生物的参考^[2]。     

信息化时代心电图应用新发展

信息化时代,大数据、云计算、移动网络和人工智能已渗透至医学领域,人工智能、可穿戴设备、移动通信、网络信息技术已应用于心电图检查及智能化诊断、急性心肌梗死和心律失常监测各个方面。文章阐述人工智能心电图应用(用于预测左心室功能障碍、识别心律失常)、心电图监测应用(监测急性心肌梗死、QT间期监测),也介绍了新型心电图监测设备,如实时智能手机监控系统、可穿戴心律失常事件监视器、心电图贴片监护仪等,并分析了心电信息系统应用特点、工作模式;实施心电信息系统可提高医院信息化水平。     

穿戴式上肢外骨骼康复机器人发展现状分析

随着人口老龄化程度的日益加深,脑卒中患者逐年增多,康复训练目前已成为治疗脑卒中致残的最为有效方法之一。穿戴式上肢外骨骼康复机器人因其体积小、质量轻,便携性好,不但能够满足患者居家康复训练的需求,也可以辅助患者实现生活自理,在各类康复设备中具有明显的优势。文章在此背景下详细阐述了目前穿戴式上肢外骨骼康复机器人发展历程中所涉及的关键技术,分别从驱动系统、传动机构、训练模式、主动控制方案及自由度等5个方面分析了各类方案的特点与适用环境,并根据现有技术的发展现状应用对其进行比较。最后分析提出了穿戴式上肢外骨骼康复机器人未来将向多自由度、轻量化、自适应助力、弹性与变刚度驱动等方向的发展。     

具有人体活动情景辨识的穿戴式心电监测仪的研制

针对现有远程心电(ECG)监测设备在日常工作生活动态环境中应用存在的问题,本文根据信息融合思想,采用穿戴式技术,研制出了一种新型的具有人体活动情景辨识的穿戴式ECG监测仪,它能在检测人体ECG的同时,同步检测躯体运动的加速度信号,识别出人体的活动情景信息,最后通过融合ECG、活动情景信息来判断人体心脏的健康状况。本监测仪具有监测准确、使用方便、舒适、私密性好、可长期连续使用等突出优点,十分适合日常环境下人体心脏健康的监护。     

柔性可穿戴传感器用于心血管疾病监测的研究进展

心血管疾病在我国的发病率和死亡率均处首位,并且呈现持续上升和年轻化的趋势,已成为重大的公共卫生问题。近年来,柔性电子技术在医疗健康领域得到广泛应用,为多种疾病的早期诊断和精细管理提供了新的途径。尤其是对于具有急起病、常复发、易隐匿等特点的心血管疾病,柔性电子技术能够显著提高可穿戴传感器的佩戴舒适性和监测准确性。结合柔性电子和可穿戴传感器的发展趋势,在介绍可穿戴心血管传感技术分类和原理的基础上,综述其在监测心率、血压、血流、血氧饱和度等心血管疾病重要指标的研究进展,探讨柔性可穿戴传感器在心血管诊疗领域所面临的挑战和需要解决的问题,并展望了相应的发展方向。     

电子皮肤在健康医疗及虚拟现实中的应用

电子皮肤由于其具有优异的传感特性、力学性能和生物相容性,近年来在健康监测、人机交互等领域展现出巨大的应用潜力。本文从电子皮肤材料选择和结构设计出发,综述了当前电子皮肤在医疗装备领域的应用现状,特别是不同功能可穿戴传感器的发展现状和虚拟现实下电子皮肤在医疗场景的应用。最后本文对电子皮肤在可穿戴器件和医疗装备领域所面临的挑战和应对策略展开讨论,旨在助力电子皮肤的进一步发展。     

心电图模式分类方法研究进展与分析

心电图模式分类是模式识别研究的经典应用之一,在可穿戴心电图设备、动态心电图诊断、重症监护以及疾病与心脏活动关系研究等方面具有重要的应用价值。讨论面向实际应用的心电图模式分类工作的可能方法,归纳近年来心电图模式分类技术在知识推理模型、结构模式识别、统计模式识别等方面的研究进展,并在此基础上做分析与展望。同时论述心电图模式分类研究所面临的主要挑战,即面向实际数据的分类器构建、心电图数据库的标注、分类模型评估标准和领域特征表示问题,并探讨可能的解决途径。     

移居海拔3658米对女性孕酮、雌二醇的影响

目的：了解高原低氧环境对女性孕酮（P）、雌二醇（E2）的影响。探讨性激素与高原低氧的关系。方法：采用放射免疫分析对在平原及从平原移居拉萨（海拔3658m）地区不同年限的汉族884例女性正常人的血清P、E2的浓度进行测定。结果：在高原低氧环境中,短期内缺氧可导致女性性激素水平下降,随着居住时间的延长有所回升,居住年限〉20年的人群性激素水平又呈下降趋势。移居海拔3658m不同年限的P、E2浓度之间比较均有显著性差异（P〈0．01,P〈0．05）。结论：高原低氧可能是导致P、E2水平产生变化的主要原因,女性人群的性激素水平的差异是一种适应性和代偿性改变。     

高原红细胞增多症患者血浆组织因子水平

目的:通过测定高原低氧环境中，不同人群血浆组织因子水平，探讨其在高原红细胞增多症病理变化中的作用。 方法:采用固相双抗体夹心酶联免疫吸附法测定高原红细胞增多症患者、高原世居健康人群及不同居住时间的高原移居健康人群血浆组织因子浓度，与世居西宁健康人群对照，进行方差分析和相关分析比较研究。 结果:高原红细胞增多症组血浆组织因子浓度明显高于对照组（P<0.01），并与高原世居及移居各组比较均有显著差异（P<0.01）；高原红细胞增多症组血浆组织因子浓度与血红蛋白水平呈正相关（r=0.608, P<0.01），与血小板计数呈负相关（r=-0.862, P<0.01）。 结论:高原红细胞增多症患者及移居高原健康居民血浆组织因子水平明显升高。     

可穿戴设备在心房颤动诊治中的应用

心房颤动（房颤）是临床上最常见的持续性心律失常,随着人口老龄化的进展,房颤患者的发病率不断升高。房颤可增加患者缺血性脑卒中的风险,严重威胁着患者的身体健康。但由于临床上患者可表现为无症状或阵发性房颤,其发病隐匿,医院常规诊断较为困难。为寻求更为准确的诊断方法,可穿戴设备在其中的应用逐渐受到人们的关注。可穿戴设备可以长期监测收集患者的心律,并进行整合分析,得出更为准确的诊断。本文总结国内外可穿戴设备的现况和进展,并对其在房颤中的应用进行综述,探讨其在房颤诊断和治疗中的应用价值。     

可穿戴掌上心电

<正>"掌上心电"是将心电监测与移动互联网融合,直接为心电监测服务的可穿戴设备。通过与移动终端连接,在"掌上心电"APP中便可及时、准确地监测人体心脏的健康状况,再结合云端交互平台与大数据的管理分析,为院外患者提供健康追踪及个性化健康管理服务,解决了精英高危人群及中老年人群自我健康监测,提供了医患双方远程互动平台,大幅减少心脑血管疾病突发事件,也为慢性病患者掌握自身健康状况、控制疾病发展提供有力的支持。