可穿戴医疗设备在卒中高危人群和患者中的应用

李嘉华，蔡婧婧，任力杰，3

脑血管病是导致我国居民死亡的主要疾病之一，我国现有1300万卒中患者，且数量仍在不断增长[1]。庞大的卒中高危人群和患者不仅增加医院接诊压力、医疗开支，还会给家庭和社会带来沉重的经济负担。随着数字化时代的来临，用于医疗保健领域的可穿戴医疗设备（wearable medical device）正在迅速发展。卒中高危人群和患者可采用多种类型的可穿戴技术监测自己的身体状况，如血压、心电活动、日常活动、睡眠及卒中后康复情况等。研究表明，卒中高危人群应用便携式可穿戴医疗设备可帮助其更有效地管理各种危险因素，从而降低脑血管意外的发生风险。不过，目前关于可穿戴设备对卒中危险因素干预效果的分析较少，尚无权威结论。本文综述目前可穿戴医疗设备在卒中高危人群和患者中的应用现状，分析不足之处，并对其未来的发展进行展望。

1 可穿戴医疗设备介绍

可穿戴医疗设备是指可直接穿戴在人身上或融入衣物、饰品中的一种便携式设备[2]，其技术核心是将体感探测器、传输系统整合到衣物中，通过穿戴者的手势、触碰等多种交互方式与人体产生联系，其形式多种多样，如手环、手表、贴片，甚至衣服、项链等。可穿戴医疗设备可帮助医护人员监测患者的生命体征、诊断疾病，甚至对患者进行辅助治疗；还可通过与社区医疗服务站联网，使相应的社区医师同步了解穿戴人群的健康状况（图1）。随着可穿戴医疗设备技术的不断进步，穿戴式医疗将逐渐成熟，从而融入医疗卫生行业并形成体系。

图1 可穿戴医疗设备医疗一体化体系

2 可穿戴医疗设备在卒中高危人群中的应用

2.1 小型穿戴式血压监测装置用于监测血压

高血压是脑血管意外最常见的危险因素之一，中国高血压调查研究显示，中国成人高血压的知晓率、治疗率和控制率分别为51.6%、45.8%和16.8%，有超过一半的高血压患者未进行治疗，治疗后血压达标的患者不足1/5[3]。但单次的血压测量容易受到血压变异性、环境误差、技术误差的影响[4]。因此，如果患者可以在日常生活中持续监测血压，且家庭医生可以及时了解其血压的变化，那么家庭医生就可以为患者及时调整降压方案。

目前，常见的穿戴式血压监测装置有腕带式、臂带式、指套式及胸壁传感贴片等形式。Zheng等[5]将其研发的一种臂带式血压监测设备与标准24 h动态血压仪比较后发现，该设备可准确识别夜间高血压患者。Kario[6-7]研究的腕带式家庭血压监测设备可24 h监测患者血压的变异性（包括患者位置变化及血压的日变化、季节变化和年度变化等），在不同条件下增加血压测量次数，可提高平均血压和血压变异性估计值的准确性，且对照研究证实其可替代传统的血压计[8]。研究证实，腕带式血压监测装置的血压测量结果与水银血压计的测量结果无显著差异，但比水银血压计节省较多时间，方便患者进行日常自我监测[9]。鉴于便捷、省时、可穿戴，且与传统血压计测量结果差异不大的优点，小型穿戴式血压监测装置逐渐被广泛应用于日常生活中。

2.2 穿戴式心电连续监测设备识别心律失常

心房颤动是最常见的持续性心律失常，55岁以后患心房颤动的风险为37%[10]。研究表明，心房颤动将使卒中的风险增加5倍，几乎占所有卒中发病原因的三分之一[11-13]。约20%的心房颤动所致心源性卒中患者直到卒中发病时或发病后才明确心房颤动的诊断[14]。穿戴式心电连续监测设备可协助诊断心房颤动，特别是阵发性心房颤动[15]。

Steinhubl等[16]使用一款家庭式可穿戴心电监测贴片对心房颤动高危人群进行4个月的连续监测，结果显示，与延迟监测相比，立即使用家用可穿戴心电监测贴片进行监测，可显著提高心房颤动高危人群心房颤动的诊断率。Reverberi等[17]在一项验证性研究中比较穿戴式心电监测设备与医院常用的十二导联心电图对心房颤动诊断的准确性，得出穿戴式心电监测设备识别“可能的心房颤动节律”的敏感性及特异性均较高，且其所使用的穿戴式心电监测设备仅由一种胸带式蓝牙心率监测器与一个智能手机应用组成，价格低廉且操作简单，更易被患者接受。此外，可穿戴心电监测设备针对心率变异性的测定和结果分析与经典心电图得出的结果有非常好的相关性（RR＞0.90），但随着穿戴者运动水平的提高，其相关性降低（RR=0.85），因此该研究认为可穿戴设备的准确性会随着运动量增加而减弱[18]。但相比在医院才能进行的动态心电监测，穿戴式心电监测设备可在日常生活中动态观察卒中高危人群的心脏节律变化并及时发现问题，实用价值较高。2.3 穿戴式生活记录仪提高自我管理意识 对于卒中高危人群来说，适当的自我管理是最大限度地促进健康、提高治疗效益和生活质量的关键[19]，也是预防脑血管意外的关键因素。有研究表明，自我管理的改善与死亡率、入院人数和医疗费用的降低相关[20-21]。

Maddison等[22]总结了几项关于可穿戴相机记录慢性疾病人群日常生活的应用研究，如捕捉健康相关行为（如饮食、盐摄入量、锻炼、久坐行为等），并对其进行系统回顾，发现可穿戴相机在帮助患者在日常生活中更好地进行疾病管理方面具有较大的潜力。一项针对40例60岁以上的、具有心脑血管危险因素的老年人的随机对照试验结果显示，穿戴可穿戴活动跟踪设备后，运动和技术干预组比仅运动组每天增加约2000个步数，并增加了日常活动，减少了久坐时间[23]。有证据表明每天额外进行500步的活动可将心脑血管事件风险降低10%[24]，老年女性增加轻度的体育锻炼与冠心病和脑血管疾病风险降低有关[25]。总之，卒中预防应从日常活动做起，穿戴式医疗设备可帮助卒中高危人群提高自我管理意识，从源头防控卒中危险因素的发生、发展。

3 可穿戴医疗设备在卒中患者中的应用

睡眠障碍是卒中患者常见的伴随疾病[26]，且存在睡眠障碍的卒中患者功能康复较慢、平均住院日延迟、卒中复发率增加[27]。睡眠可保证机体体力及精力恢复，使机体各项生理功能稳定且正常地运行[28]。因此，对卒中患者进行睡眠监测，及时发现患者睡眠异常并进行干预，有利于患者的功能康复，同时减少卒中的复发。目前可穿戴的睡眠监测设备有腕带、臂章、智能手表等[29]。霍阳等[30]研究发现，将腕表式睡眠监测仪分析参数设定为低灵敏度时，获得的总睡眠时间与多导睡眠监测获得的数据相关性最高，且受试者年龄越低，相关性越强。而Lee等[31]将几款腕带式及臂带式睡眠监测仪与主动记录的睡眠日记中睡眠时间的测量进行比较，结果显示臂带式及腕带式睡眠监测的有效性较好。更有研究将睡眠监测与卒中患者的康复相结合，通过监测卒中后患者的睡眠情况及日间活动时间来建立睡眠及活动的预测模型，从而制订个性化康复锻炼计划，帮助患者改善康复效果[32]。但不足之处是该研究卒中患者的样本量较小，在未来可能要扩大样本量进行研究并完善预测模型。

高达66%的卒中患者遗留不同程度的后遗症[33]，导致日常生活活动受限和生活质量下降[34]，再发卒中的风险增加。既往研究证实康复锻炼是卒中再发的重要保护因素[35]，卒中患者进行康复训练可降低卒中的致残率、再发率[36]。Yap等[37]开发了一种协助卒中患者手部功能康复的手套，与传统的康复机器相比，穿戴手套提高了患者穿戴的舒适度且更轻便耐用，该研究也表明该设备可帮助改善患者的抓握能力。此外一项随机对照试验发现，使用了穿戴设备辅助康复锻炼的慢性卒中患者较未使用相应设备的慢性卒中患者肩部屈曲及外展运动的康复效果得到显著改善[38]，除了帮助患者行上肢康复锻炼还可收集康复数据、及时反馈康复效果，使相应的治疗师及时调整患者康复方案。由此可见，穿戴式设备不仅可辅助卒中患者进行康复治疗，还可监测患者康复治疗效果，从而提高患者康复锻炼的效率。

4 可穿戴设备面临的挑战与展望

研究表明，可穿戴设备现仍面临着多项亟须解决的问题，尽管可穿戴设备技术的创新日新月异，但仍处于研发阶段[39]。第一，可穿戴设备硬件本身的性能仍有提升空间，如电池续航能力及使用寿命的长短、传感器的更新，以及对用户信息的收集、存储和传输能力的改进等。第二，使用者在使用可穿戴设备时记录的医疗数据涉及信息隐私保护问题，因此设备开发者还需重视用户数据管理，保障用户信息的安全。第三，可穿戴设备的成本、穿戴舒适度、外形设计等问题也需要纳入考虑当中。杨泽[40]的研究显示，用户对可穿戴设备的价格持有敏感态度，价格会直接影响用户对可穿戴设备的使用意愿；还有研究发现可穿戴设备的外形时尚性、穿戴舒适度等因素也会影响使用者对设备的接受程度[41]。

随着5G技术的日益成熟，可穿戴设备与5G技术的结合将有效提高数据传输效率，无论是设备与智能手机App之间的信息传输，还是将信息同步至家庭医生处，均有利于用户和家庭医生及时了解相应身体数据，对风险因素及时进行处理；在发生脑血管意外及其他危险时，可穿戴设备可灵敏识别并及时报警。尽管目前穿戴式设备的功能仍相对单一，但未来还可将多种不同类型的传感器集合形成功能相对齐全的设备，甚至可将医疗和保健功能相结合，结合手机App为患者提供健康方案。在此基础上，如果能在保证用户信息安全的前提下建立用户信息云端数据库，了解该类人群对各种危险因素的管理情况，更进一步地根据数据特点及时对设备性能进行更新，使其更贴合使用人群的爱好、习惯等。同时，医务工作者也可根据数据进行研究，及时了解脑血管病的风险因素的变化，做到“医”“研”结合。

综上所述，可穿戴医疗设备是现代医疗行业进步的产物，作为一种临床实用工具，其在帮助诊断、治疗和护理方面的潜力正在突显[39]。脑血管疾病是世界范围的重要的健康问题，对于我国人口老龄化严重、卒中高危人群日趋年轻化的情况，脑血管病的预防和诊疗措施逐渐受到广泛关注，可穿戴医疗设备以经济、便捷、高保真的监测优势，为脑血管病的预防、诊治提供可靠依据。近年来有关可穿戴医疗设备在脑血管领域的研究逐渐增多，但与传统检测治疗方式相比较，其性能、精确度等方面的优势仍不够明显，存在较大的优化空间。