传感器和数字技术的进步如何改善患者护理

2021-07-08

   一种使用便携式或可穿戴监控设备和床旁医疗设备的新方法有望改善患者治疗效果并减轻公共医疗保健设施的压力。

   在导致 COVID-19 的病毒 SARS-CoV-2 出现之前,医疗保健提供方式的大规模转变已经在进行中,为医疗创新注入了新的动力。在 2020 年大流行之前,发达国家人口老龄化、移动宽带连接的普及以及复杂传感技术的发展正在推动采用更加个性化、数字化或远程的患者监测和诊断方法。随着冠状病毒大流行给有限的医院设施增加了压力,医疗服务提供者正在加速实施用于院外检测和监测的新技术。传感器的创新现在可以在家中以临床级精度测量生命体征,并在护理点测试样本,

   这标志着与几十年前的标准医疗操作程序的决裂。在传统的医疗模式中,患者在症状出现时就去医院,或进行年度例行检查,并接受一次性测试,这些测试通常会在诊断或健康检查前送去实验室分析。进行了评估。在许多情况下,这种诊断会在最初的咨询之后很久才做出,并且基于患者病情的单一快照。

   当监测生命体征和症状所需的精密设备稀缺且仅在医院或其他专用医疗设施中可用时,这种治疗方法是有意义的。

   新医疗传感技术的发展为完全不同的医疗概念创造了条件。与医院中使用的大型固定医疗监测设备不同,这种新的患者监测方法使用的设备具有以下特点:

 体积小甚至可穿戴

消耗很少的电量,因此它们可以使用电池进行操作

提供准确的临床级测量

   这使得医疗监测和测试可以带出医院,并在当地设施中进行,例如全科医生诊所或患者家中。为了给患者带来更大的便利,贴片等可穿戴设备可以连续、谨慎地运行,以实现 24/7 全天候监控。

通过现实生活中的监测更好地诊断

   实施新的远程监控技术的动机部分是由于资源稀缺。当 COVID-19 感染在 2020 年达到顶峰时,医院面临的压力证明,医疗保健系统可能很快就会因急症护理服务需求的增加而不堪重负。因此,将需要监测生命体征的患者从病床转移到诊所或自己的家中是一个明智的长期策略。

   但同样重要的是,使用便携式或可穿戴设备进行监测可以提供更多有用的数据并产生更好的患者结果。新的医疗监测技术允许对心率、心率变异性、血氧饱和度 (SpO2) 和温度等生命体征进行扩展跟踪。通过持续监测,可以发现在单一快照中无法检测到的趋势和模式,从业者可以在与患者的一次约会中捕捉到这些快照。人工智能 (AI) 诊断技术的并行发展意味着可以自动化监控数据流。

   这种基于人工智能的方法不是用数据淹没患者的医生,而是使用技术在后台监控生命体征的模式,并且仅在需要医生的个人干预时才发出信号。通过检测指示未来发病率的前兆信号,患者和医生可以共同努力改变药物、生活方式或饮食,以防止以前在访问医院急诊病房时出现的情况。

   此外,在家中或在护理点进行监测可以揭示患者在现实生活中的健康状况信息,而不是在医院病房的人为且通常压力很大的环境中。最新的多参数可穿戴传感器可以将生命体征与其他指标(如运动和睡眠)的测量相结合,将医疗数据置于患者生活方式的背景下。

半导体技术应用新突破

   这种新的患者监护模式的引入是 21 世纪半导体技术和计算机科学一系列发展的结果。

   在光电领域,已经开发出可以执行光电容积描记 (PPG) 的光学传感器解决方案,该解决方案利用无创光学方法来计算心率、呼吸率和 SpO2。微型 MEMS 运动传感器同样可以测量患者活动,例如锻炼时间和睡眠质量,以将生命体征置于上下文中。

   在医院中,用于监测生命体征的大部分设备体积庞大且耗电。通过在芯片级实现这种测量功能,ADI 等半导体制造商可以开发出贴在皮肤上的医疗贴片等产品,这些产品可以依靠电池供电运行数天或数周,同时将测量结果无线传输到主机设备,例如手机。通过该主机,测量结果可以安全地上传到云诊断服务,该服务可以将原始电信号流转换为医学上可操作的数据。

技术专长与应用知识相结合

   能够描述半导体和计算系统的功能要求是一回事,这些要求使患者能够佩戴智能手表或贴片来监测他们的生命体征。在实际产品中使用这些技术实施解决方案是另一回事。

   我们认识到我们为医疗保健技术创新者提供的服务可能始于半导体技术,但不能止步于此。这就是为什么我们通过医疗市场的技术专家和领域专家的组合为客户提供支持。

   医学领域专家的工作是深入了解应用要求和关键属性,例如监管和数据隐私,这是市场的特征。当开发复杂医疗产品的客户得到不仅了解其技术而且了解其应用的专家的支持时,他们可以更快地进行创新,获得更多的自由和对成功结果的更大信心。