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隨著人們對帕金森病的認識不斷加深,治療教育以及患者對嚴格控制癥狀的需求都在不斷增加。此外,不同患者的癥狀變化很大,同一患者的癥狀也有波動,這就需要有創(chuàng)新的工具來幫助醫(yī)生和患者在日常生活環(huán)境中監(jiān)測疾病,并更有針對性地調(diào)整治療方式。如今,有多種體戴式傳感器(BWS)被提出用于監(jiān)測帕金森病的臨床特征,如運動波動、運動障礙、震顫、運動遲緩、步態(tài)凍結(jié)(FoG)或步態(tài)障礙等。體戴式傳感器已被用作患者管理或研究的附加工具。
據(jù)報道,近日,法國里爾大學(Lille University)、The French Ns-Park Network、圖盧茲大學醫(yī)院(Toulouse University Hospital)等機構(gòu)的研究人員組成的團隊在npj Parkinson's Disease期刊上發(fā)表了題為“Overview on wearable sensors for the management of Parkinson’s disease”的綜述論文,總結(jié)了歐洲帕金森病患者的體戴式傳感器(PDMonitor®、Personal KinetiGraph®(PKG®)、STAT-ON™、Kinesia 360™/One™、DynaPort、FeetMe®和Mobility Lab™)的特征,重點關(guān)注了它們作為改善治療管理工具的作用。
PDMonitor®由五個相同的基于慣性測量單元(IMU)的傳感設(shè)備組成,分別佩戴在雙手腕、小腿和腰部,旨在監(jiān)測PD患者。PDMonitor®設(shè)備的組件包括:
(i)SmartBox:用于收集、處理數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)上傳到云端;
(ii)5個傳感監(jiān)測設(shè)備,每個設(shè)備在佩戴期間(最短2小時至7天)均具有內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲功能,并在與SmartBox對接時傳輸收集到的數(shù)據(jù);
(iii)用于將設(shè)備固定在患者身上的附件。
PDMonitor®的優(yōu)勢在于提供7天以上的居家連續(xù)監(jiān)測,捕獲不同的帕金森病表現(xiàn),并提供一份發(fā)送給醫(yī)生的臨床報告(但相當長)。此外,患者似乎需要持續(xù)的技術(shù)支持,并且PDMonitor®的使用需要同時使用5個傳感器。
PKG®技術(shù)是由澳大利亞神經(jīng)學家開發(fā)的,旨在量化帕金森病患者在現(xiàn)實生活中的運動學表現(xiàn)。它還包括服用抗帕金森病藥物的提醒,即服用這些藥物時進行藥物管理標記,以及檢測手表被摘除的傳感器,并且可以監(jiān)測與睡眠期間運動相關(guān)的活動。
PKG系統(tǒng)由PKG手表和PKG報告組成。PKG手表是一款佩戴在受帕金森病影響最嚴重的一側(cè)手腕上的醫(yī)療設(shè)備。在佩戴期間,PKG手表會自動收集患者所經(jīng)歷的運動類型的數(shù)據(jù),并提醒患者在按照醫(yī)生的處方記錄服用多巴胺能藥物。數(shù)學算法將收集的原始運動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為運動遲緩和運動障礙評分,并提供圖形化PKG報告。
PKG的優(yōu)勢在于設(shè)備易于佩戴。它能夠檢測運動波動/運動遲緩、運動障礙,并可能提供白天嗜睡程度的衡量。但PKG也存在一些局限性:該設(shè)備僅測量一側(cè)肢體的部分運動帕金森病表現(xiàn),并且不直接評估步態(tài)、FoG和跌倒。
STAT-ON™是一款分析慣性信號的可穿戴傳感器,具有一組實時運行的經(jīng)過驗證的機器學習算法。該傳感器尺寸為90 mm×62.5 mm×21.2 mm,重86克。在內(nèi)部,該系統(tǒng)由兩個超低三軸納米加速度計、兩個微控制器和一個低功耗藍牙(Bluetooth)系統(tǒng)組成。該傳感器的電池壽命為7天(每天連續(xù)工作8小時)。該傳感器系統(tǒng)可提供有關(guān)步態(tài)的多個參數(shù)的信息,例如步長、FoG和跌倒,以及上肢和下肢運動、軀干或頸部運動障礙,而運動遲緩主要是根據(jù)步態(tài)估計的,系統(tǒng)不記錄震顫。
STAT-ON™的優(yōu)勢是單一傳感器的使用以及患者可接受的可用性。此外,“事件”按鈕可以提供藥物攝入量等個性化信息,有助于進一步分析患者的狀態(tài)。
Kinesia 360™包括一個移動應(yīng)用程序(APP)和兩個佩戴在帕金森病患者手腕和腳踝上的無線運動傳感器,用于量化正?;顒悠陂g全天的震顫、運動遲緩、運動障礙、身體位置和步數(shù)。
Kinesia 360™具有能夠在現(xiàn)實生活條件下連續(xù)監(jiān)測患者的運動狀態(tài)的優(yōu)點。它對評估震顫和運動障礙具有特別高的敏感性和特異性。
DynaPort7(McRoberts)是一款小型輕質(zhì)傳感器,可安裝在下背部的皮帶上,它是DynaPort混合系統(tǒng)的新版本。它將加速度傳感器和陀螺儀結(jié)合在一起,具有六個通道,每個通道以100 Hz的頻率評估個人的運動。它使用藍牙協(xié)議與個人計算機主機進行通信。
DynaPort是一款易于佩戴的小型設(shè)備,能夠提供有關(guān)步態(tài)參數(shù)和跌倒風險的信息。然而,DynaPort沒有提供其他帕金森病表現(xiàn)的信息,包括震顫、運動障礙和運動波動,其表現(xiàn)僅在三項研究中進行了評估。
FeetMe®Monitor是一個由三部分組成的解決方案(鞋墊、連接器和應(yīng)用程序),用于持續(xù)遠程實時監(jiān)測。它允許醫(yī)療專業(yè)人員從遠程患者監(jiān)測中收集活動數(shù)據(jù),以評估殘疾程度和跌倒風險,以及患者的進展和對治療的反應(yīng)。
FeetMe®Monitor連接鞋墊是一款可穿戴醫(yī)療設(shè)備,可測量時空步態(tài)參數(shù)和足底壓力,以支持個人的活動能力評估。該硬件產(chǎn)品由兩個規(guī)則形狀的鞋墊和一個帶有壁掛適配器的雙頭無線充電器組成,可同時為兩個鞋墊充電。
FeetMe®Monitor是評估步態(tài)參數(shù)并幫助帕金森病患者進行日常管理的有前途的工具。FeetMe®鞋墊將慣性測量單元(IMU)和壓力傳感器集成在鞋底內(nèi),無需外部電線或其他模塊。
Mobility Lab™包括:
(i)一套1-6個無線體戴式Opal™慣性傳感器;
(ii)用于無線數(shù)據(jù)傳輸和獨立傳感器同步的接入點;
(iii)指導(dǎo)用戶和患者完成測試方案的軟件;
(iv)自動分析和報告記錄的數(shù)據(jù),每次測試后用戶(患者和研究人員)都可以立即獲得這些數(shù)據(jù),并與之前的評估進行比較。
就研究數(shù)量而言,Mobility Lab™是針對帕金森病患者進行醫(yī)院內(nèi)步態(tài)和姿勢分析的工具之一,其參數(shù)還能夠區(qū)分Med-On和Med-Off狀態(tài)。然而,它主要用于醫(yī)院內(nèi)評估,不能捕獲震顫,其持續(xù)家庭監(jiān)測的可行性仍需在大規(guī)模研究中進一步驗證。
綜上所述,對帕金森病特征進行更客觀和持續(xù)監(jiān)測的需求仍未得到滿足,例如,僅通過主觀手段正確評估癥狀和嚴重程度存在困難,以及由于缺乏親自就診而導(dǎo)致護理連續(xù)性的失敗。目前,帕金森病患者必須自費購買體戴式傳感器進行監(jiān)測,或者神經(jīng)科醫(yī)生可以通過家庭醫(yī)療服務(wù)商獲得各種體戴式傳感器記錄。盡管有多種體戴式傳感器可供使用,但尚無關(guān)于其使用范圍以及如何使用的國家或國際指南。
這篇綜述旨在提供歐洲范圍內(nèi)有關(guān)體戴式傳感器的概述,以改善帕金森病患者的管理。盡管目前存在不確定性,但研究人員應(yīng)該繼續(xù)前進并開展合作,以明確體戴式傳感器在帕金森病患者常規(guī)護理中使用的范圍和方法。
https://doi.org/10.1038/s41531-023-00585-y
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