可穿戴傳感器是便攜式、低成本且不顯眼的設(shè)備，有可能改變臨床環(huán)境中的康復(fù)。這種潛力可以通過監(jiān)測個(gè)人在日常活動中的健康狀況來實(shí)現(xiàn)

可穿戴傳感器如何用于幫助康復(fù)？

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什么是可穿戴傳感器？

可穿戴傳感器具有監(jiān)控和診斷功能。監(jiān)測能力包括生理生化和運(yùn)動傳感。在過去十年中，這些傳感器的重點(diǎn)主要集中在醫(yī)療保健行業(yè)，這些非侵入性和實(shí)時(shí)可穿戴傳感器允許持續(xù)的個(gè)人監(jiān)控。

通過可穿戴傳感器技術(shù)，可以更輕松地提供闡明健康狀況所需的足夠信息（包括初步醫(yī)療診斷）。

可穿戴生物傳感器采用衣服、眼鏡、手表和繃帶的形式，可以方便地附著在人體上。技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了它們的擴(kuò)展，包括配件和身體插入，包括能夠診斷和預(yù)后的可植入和可攝入設(shè)備。

康復(fù)所需的遠(yuǎn)程和長期患者監(jiān)測能力是通過它們的連接性實(shí)現(xiàn)的。可穿戴設(shè)備通過紅外線、射頻識別 (RFID)、藍(lán)牙和近場通信 (NFC) 連接到一系列智能設(shè)備，因此具有互操作性。

利用可穿戴傳感器技術(shù)進(jìn)行康復(fù)

可穿戴傳感器已被轉(zhuǎn)化為康復(fù)領(lǐng)域。康復(fù)的目的是恢復(fù)運(yùn)動功能，特別是在神經(jīng)學(xué)和骨科領(lǐng)域�？祻�(fù)干預(yù)通過利用設(shè)計(jì)上重復(fù)和漸進(jìn)的任務(wù)特定任務(wù)來促進(jìn)運(yùn)動學(xué)習(xí)，以增強(qiáng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的活動依賴性可塑性。

康復(fù)取決于監(jiān)測人體及其動態(tài)的能力，以支持量身定制的支持運(yùn)動以及化學(xué)和物理干預(yù)措施。在這種情況下，生物電傳感器，添加到慣性傳感器和壓力傳感器，被用來控制運(yùn)動和評估肌肉的功能。除了這些傳感器之外，虛擬現(xiàn)實(shí)等刺激系統(tǒng)也被用作康復(fù)的輔助平臺。

可穿戴傳感器在康復(fù)中的應(yīng)用示例

骨科和神經(jīng)系統(tǒng)問題包括大多數(shù)康復(fù)患者，尤其是老年人。基于力的傳感器是用于康復(fù)的可穿戴傳感器中流行的形式。這些傳感器的幾種形式用于提供聽覺、視覺和生物反饋以及基于力的測量。這些基于力的傳感器包括陀螺儀、加速度計(jì)和磁力計(jì)。

這些類型的傳感器與慣性測量單元 (IMU) 相結(jié)合，優(yōu)化了這些基于力的傳感器。

跌倒管理用于識別中風(fēng)后患者運(yùn)動學(xué)步態(tài)變量的差異，識別中風(fēng)和對照組之間步態(tài)穩(wěn)定性的差異，以及調(diào)查可能在增加跌倒風(fēng)險(xiǎn)中起重要作用的變量

將病理性運(yùn)動特征定義為運(yùn)動遲緩（運(yùn)動緩慢）、運(yùn)動功能減退（運(yùn)動幅度或范圍減�。┖托穆墒С＃ㄐ奶�節(jié)律不規(guī)則）等康復(fù)過程的一部分；例如，對于那些患有帕金森病的人，可以監(jiān)測并用于通知可以用于物理治療計(jì)劃的變化

識別活動是對中風(fēng)患者日常生活中常見的基本活動進(jìn)行分類并監(jiān)測活動水平、評估真實(shí)世界表現(xiàn)并指導(dǎo)中風(fēng)患者社區(qū)治療的能力，而無需依賴自我報(bào)告的數(shù)據(jù)。

生物反饋用于帕金森病患者的家庭康復(fù)，而那些患有中風(fēng)的人作為生物反饋可用于改善平衡、運(yùn)動范圍、力量和活動能力，與治療師指導(dǎo)的康復(fù)相當(dāng)

未來的味道：可穿戴傳感器在康復(fù)中的示例

用于康復(fù)的可穿戴生物傳感器的示例是基于納米材料的傳感器，可以確定因汗水引起的肌肉疲勞。該設(shè)備由稱為 MXene 的超薄納米材料組成。MXenes 是一類二維材料，由無毒金屬與碳或氮組合而成，具有高導(dǎo)電性和強(qiáng)表面電荷的特性。

通過將 MXene 復(fù)合電極封裝在可穿戴臂章中，研究人員設(shè)計(jì)了一個(gè)模塊化系統(tǒng)，裝載了適當(dāng)?shù)拿福�以吸收汗水并分析人體汗液中的多種分析物，包括葡萄糖和乳酸。

這個(gè)原型跟隨肌肉運(yùn)動；機(jī)械應(yīng)力會產(chǎn)生不同的電阻模式，這些電阻模式會進(jìn)一步受到酸性或堿性溶液形式的離子的影響——機(jī)械負(fù)荷增加會導(dǎo)致肌肉疲勞增加，從而產(chǎn)生乳酸。這被翻譯為汗液的 pH 值增加。

因此，傳感器能夠跟蹤肌肉運(yùn)動和汗液pH值的變化；翻譯這項(xiàng)技術(shù)可以使那些遭受肌肉損傷的人在康復(fù)過程中避免過度勞累。

用于康復(fù)目的的可穿戴傳感器的現(xiàn)狀、局限性和未來方向

該行業(yè)正在經(jīng)歷一個(gè)增長階段，隨著材料科學(xué)的進(jìn)步允許開發(fā)下一代傳感器，其大部分潛力將得到實(shí)現(xiàn)。目前，可穿戴傳感器的使用受到限制。

可穿戴傳感器技術(shù)的主要障礙源于當(dāng)前的臨床實(shí)踐和可穿戴傳感器本身的局限性。臨床實(shí)踐帶來的障礙包括繁忙的臨床環(huán)境和對可穿戴感官帶來的價(jià)值的低估。

一個(gè)限制是為身體康復(fù)患者群體生產(chǎn)的消費(fèi)級設(shè)備的準(zhǔn)確性較差，即隨著時(shí)間的推移易受機(jī)械磨損、直接測量有限、對溫度、pH 和濕度的敏感性。

另一個(gè)常見問題是研究級設(shè)備往往不是用戶友好的，需要大量培訓(xùn)。缺乏關(guān)于設(shè)備輸出的可靠性、有效性和響應(yīng)性的已發(fā)表數(shù)據(jù)也阻礙了明智的臨床決策的發(fā)生。

盡管柔性材料的引入可以使傳感器小型化，但必須解決電源、數(shù)據(jù)傳輸和材料生物污染方面的重大進(jìn)步。

展望未來，預(yù)計(jì)可穿戴傳感器將變得更加靈活、準(zhǔn)確、穩(wěn)健和可靠，并更容易融入已經(jīng)成為其日常生活一部分的時(shí)尚配飾中。有了這個(gè)，可穿戴傳感器的侵入性將越來越小，有助于使醫(yī)療保健民主化，因?yàn)橛脩艨梢栽诩抑羞M(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。