手环、手表、手机,甚至眼镜、头盔、头带,可穿戴式智能设备在生活中随处可见,并且由于智能手机的普及,健康智能应用程序(APPs)也逐渐被人们所接受。随着大量数据的积累,处理器技术的进步、网络速度的提高,智能可穿戴设备在近几年来迅猛发展,被应用于不同学科的各个领域。
临床实践中,医护人员有限的工作时间难以满足急剧增长的患者疾病管理需求,近年来发展的新技术则提供了更多的方法,远程医疗或是未来的发展方向。健康管理相关APPs质量如何?医学可穿戴设备如何进行生活方式干预,效果如何?它们真的能够改善临床结局吗?
心血管疾病管理
当前阶段人工智能心房颤动(房颤)领域的应用较为深入,因为房颤发病率高、危害大、不易检出(无规律阵发性发作,可完全无症状)等特点,临床医生对于房颤筛查和随访存在迫切需求。 目前有多种类型的便携设备可用于房颤的筛查,相关研究如苹果心脏研究[1]和华为心脏研究[2],结果均显示可穿戴设备可以准确检出房颤,并提醒检出者进一步深入检查或更密切的关注,从而改善患者的整体结局。且相较于植入性设备,可穿戴性设备检测敏感性接近,但更为便捷、花费更少[3]。
《柳叶刀-数字医疗》(The Lancet Digital Health)也发表了Aravind Natarajan等人的一项研究结果[4],从Fitbit用户群体中提取数据并分析心率变异性(HRV)指标的变化。研究发现增加步数可以改善心率变异性指标。这是迄今为止最大型的HRV研究之一,通过阐释远程监控在优化健康状况方面的潜力,该研究或许将推动可穿戴设备进入心血管健康的主流领域。
Aravind Natarajan认为,“随着可测量心率的可穿戴式设备的广泛应用,研究人员如今可以大规模地收集像静息心率、HRV这些以往难以获取的数据指标。”然而,随着可穿戴设备的普及,我们也发现尽管心血管疾病在老年人中更为常见,但可穿戴设备的大多数消费者都是25-34岁且健康状况通常较好的年轻人[5],反而55岁以上人群在用户中所占比例却最小。
中国人民解放军总医院(301医院)心血管内科陈韵岱教授团队开展的近20万人参与的MAFAⅡ研究也提示,持续居家佩戴智能设备是进行房颤人群筛查的可行策略。且发现使用该项技术1年以上,不仅患者依从性好,对于优化抗凝、改善症状,以及降低不良事件和减少合并症也都效果显著。利用MAFA Ⅱ还可提供出血评估工具。
陈韵岱教授表示,“鉴于便携的穿戴式智能检测设备与诊断级医院睡眠检测仪比较,准确性可达86%。未来或进一步深化智能检测设备的研究。如与呼吸睡眠检测中心合作,应用智能设备检测呼吸睡眠暂停。”未来通过开发综合性智能穿戴设备,或许能带来更好的心血管病风险事件实时筛查策略。
在新冠疫情期间,急性心肌梗死死亡人数较疫情前明显增加,说明在发生疫情或其它重大公共卫生事件期间,对慢病急性发作的管理是一项不容忽视的问题,而采用智能技术、远程医疗或许是一个不错的选择。
糖尿病管理
一项荟萃分析[6]显示所有2型糖尿病相关研究中,应用APPs均有助于降低HbA1c。亚组分析显示,相对年轻的患者更有可能从APPs的使用中获益。虽然随着随访时间延长,APPs降低血糖的效果似乎有减弱趋势(P=0.33)。此外研究发现,具有自动回复功能的APPs便于及时获得反馈,有利于沟通并促进患者坚持使用APPs,医务人员的反馈则更加专业地针对患者的个体情况,尤其是在存在急诊情况时,更为高效准确。
需强调的是,该研究存在一定的局限性,APPs可有效管理糖尿病的机制仍不清楚,可能与APPs的提醒及反馈功能有健康促进作用有关;研究中未明确指出糖尿病管理相关的APPs定义,也缺少标准化的糖尿病管理APPs公共平台,入选的随机对照试验均存在缺陷。可见APPs有利于改善糖尿病患者的HbA1c控制水平,作为现有干预新技术,促进糖尿病患者的自我管理水平。但是,目前对于APPs功能及其在糖尿病管理中的应用,需要有规范化的管理制度,以期达到提高患者自我管理水平的作用。
肿瘤管理
复旦大学附属肿瘤医院发表于《Frontiers in Oncology》的一项研究通过让受试者佩戴搭载健康云服务的智能手环,结合线上、线下同步的饮食和运动指导等手段进行综合干预。结果发现,在干预实施3个月后,受试者的体重、BMI、脂肪质量、体脂率、基础代谢率和内脏脂肪面积均有显著下降。
依托智能可穿戴技术和健康云服务,对乳腺癌术后患者进行综合干预,将有效帮助患者控制体重、改善身体成分、降低体脂,从而改善预后,降低疾病复发、转移和死亡的风险。随着信息化技术的迅猛发展,癌症患者全程康复的精细化管理的需求增长,采用智能可穿戴设备对康复患者进行个性化的生活方式管理,可能将成为一种潮流。
未来前景
《柳叶刀-数字医疗》(The Lancet Digital Health)社论指出,可穿戴式健康监视器能够跟踪用户的身体活动、睡眠质量、心率等一系列健康指标,也可能预示一种促进健康和预防心血管等疾病的个性化方法。
但是,目前大多数用户都比较年轻,社会经济状况较好,各种设备的准确性和诊断能力也不尽相同。我们真的广泛使用这些“有益”健康的心脏监控设备了吗?
由于不同设备的准确性不同,如目前的腕戴式可穿戴设备只能记录单导联心电图;目前最大规模的苹果手表研究显示,手表警告提示与房颤之间84%的一致性,但这一发现仍需通过随机临床试验加以验证。此外这些可穿戴设备是否足以吸引消费者持续使用?消费者使用这类设备存在哪些顾虑?如数据隐私、安全性、附属功能、尺寸、样式?
可穿戴设备潜力巨大,但还存在尚需解决的问题:
1. 确保可穿戴设备满足各年龄段、各经济背景的人群的需求;
2. 规范化标准,对这类设备进行更加严格的检测是必要的;
3. 数据安全必须放在产品设计的核心地位;
4. 科技公司、健康专家、数据保护专家以及用户们,多方力量共同投入其中。
虽然目前这些问题还未解决,但相信在不远的未来,可穿戴式智能设备必将成为临床医生的得力助手,提高工作效率,帮助患者进行个性化的生活方式管理,目前可穿戴设备则应继续作为临床医生和黄金标准检测的补充或参考。
参考资料
[1] Perez MV, Mahaffey KW, Hedlin H, et al. Large-Scale Assessment of a Smartwatch to Identify Atrial Fibrillation. N Engl J Med. 2019. 381(20): 1909-1917.
[2] Guo Y, Wang H, Zhang H, et al. Mobile Photoplethysmographic Technology to Detect Atrial Fibrillation. J Am Coll Cardiol. 2019. 74(19): 2365-2375.
[3] Wasserlauf J, You C, Patel R, Valys A, Albert D, Passman R. Smartwatch Performance for the Detection and Quantification of Atrial Fibrillation. Circ Arrhythm Electrophysiol. 2019. 12(6): e006834.
[4] https://investor.fitbit.com/press/press-releases/press-release-details/2020/Fitbit-Receives-Regulatory-Clearance-in-Both-the-United-States-and-Europe-for-ECG-App-to-Identify-Atrial-Fibrillation-AFib/default.aspx
[5] https://www.statista.com/outlook/319/156/wearables/united-kingdom#market-users
[6] 2. Hou C, et al. Diabetes Care. 2016; 39(11): 2089-2095.