- 可穿戴傳感器如何用于幫助康復？
- 來源：賽斯維傳感器網 發表于 2022/4/13
可穿戴傳感器是便攜式、低成本且不顯眼的設備，有可能改變臨床環境中的康復。這種潛力可以通過監測個人在日常活動中的健康狀況來實現
可穿戴傳感器如何用于幫助康復？
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什么是可穿戴傳感器？
可穿戴傳感器具有監控和診斷功能。監測能力包括生理生化和運動傳感。在過去十年中，這些傳感器的主要集中在醫療保健行業，這些非侵入性和實時可穿戴傳感器允許持續的個人監控。
通過可穿戴傳感器技術，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。技術的發展促進了它們的擴展，包括配件和身體插入，包括能夠診斷和預后的可植入和可攝入設備。
康復所需的遠程和長期患者監測能力是通過它們的連接性實現的。可穿戴設備通過紅外線、射頻識別 (RFID)、藍牙和近場通信 (NFC) 連接到一系列智能設備，因此具有互操作性。
利用可穿戴傳感器技術進行康復
可穿戴傳感器已被轉化為康復領域。康復的目的是恢復運動功能，特別是在神經學和骨科領域。康復干預通過利用設計上重復和漸進的任務特定任務來促進運動學習，以增強神經系統的活動依賴性可塑性。
康復取決于監測人體及其動態的能力，以支持量身定制的支持運動以及化學和物理干預措施。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，被用來控制運動和評估肌肉的功能。除了這些傳感器之外，虛擬現實等刺激系統也被用作康復的輔助平臺。
可穿戴傳感器在康復中的應用示例
骨科和神經系統問題包括大多數康復患者，尤其是老年人。基于力的傳感器是用于康復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、加速度計和磁力計。
這些類型的傳感器與慣性測量單元 (IMU) 相結合，優化了這些基于力的傳感器。
跌倒管理用于識別中風后患者運動學步態變量的差異，識別中風和對照組之間步態穩定性的差異，以及調查可能在增加跌倒風險中起重要作用的變量
將病理性運動特征定義為運動遲緩（運動緩慢）、運動功能減退（運動幅度或范圍減小）和心律失常（心跳節律不規則）等康復過程的一部分；例如，對于那些患有帕金森病的人，可以監測并用于通知可以用于物理治療計劃的變化
識別活動是對中風患者日常生活中常見的基本活動進行分類并監測活動水平、評估真實世界表現并指導中風患者社區治療的能力，而無需依賴自我報告的數據。
生物反饋用于帕金森病患者的家庭康復，而那些患有中風的人作為生物反饋可用于改善平衡、運動范圍、力量和活動能力，與治療師指導的康復相當
未來的味道：可穿戴傳感器在康復中的示例
用于康復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，具有高導電性和強表面電荷的特性。
通過將 MXene 復合電極封裝在可穿戴臂章中，研究人員設計了一個模塊化系統，裝載了適當的酶，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。
這個原型跟隨肌肉運動；機械應力會產生不同的電阻模式，這些電阻模式會進一步受到酸性或堿性溶液形式的離子的影響——機械負荷增加會導致肌肉疲勞增加，從而產生乳酸。這被翻譯為汗液的 pH 值增加。
因此，傳感器能夠跟蹤肌肉運動和汗液pH值的變化；翻譯這項技術可以使那些遭受肌肉損傷的人在康復過程中避免過度勞累。
用于康復目的的可穿戴傳感器的現狀、局限性和未來方向
該行業正在經歷一個增長階段，隨著材料科學的進步允許開發下一代傳感器，其大部分潛力將得到實現。目前，可穿戴傳感器的使用受到限制。
可穿戴傳感器技術的主要障礙源于當前的臨床實踐和可穿戴傳感器本身的局限性。臨床實踐帶來的障礙包括繁忙的臨床環境和對可穿戴感官帶來的價值的低估。
一個限制是為身體康復患者群體生產的消費級設備的準確性較差，即隨著時間的推移易受機械磨損、直接測量有限、對溫度、pH 和濕度的敏感性。
另一個常見問題是研究級設備往往不是用戶友好的，需要大量培訓。缺乏關于設備輸出的可靠性、有效性和響應性的已發表數據也阻礙了明智的臨床決策的發生。
盡管柔性材料的引入可以使傳感器小型化，但須解決電源、數據傳輸和材料生物污染方面的重大進步。
展望未來，預計可穿戴傳感器將變得更加靈活、準確、穩健和可靠，并更容易融入已經成為其日常生活一部分的時尚配飾中。有了這個，可穿戴傳感器的侵入性將越來越小，有助于使醫療保健民主化，因為用戶可以在家中進行遠程監控。
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