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张文豪，李建军，高峰，等.可穿戴技术在康复医学领域中的研究进展[J].中国康复理论与实践,2017,23(7)：792-795. CITED AS：Zhang WH,Li JJ,Gao F,et al.Progress of wearable technology in rehabilitation medicine(review)[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2017,23(7)：792-795. 康复医学也被称为物理医学与康复(physical medicine and rehabilitation,PM&R)，是医学的一个分支，旨在帮助功能障碍患者恢复或补偿功能，提高生活质量，增强回归家庭和参与社会的能力[1]。康复医学是社会文明与进步的产物，与保健医学、预防医学和临床医学共同构成现代医学体系[2]。近年来，可穿戴技术在康复医学领域的研究与应用吸引了越来越多的关注。相对于由康复医师和康复治疗师进行的康复与治疗，利用可穿戴技术进行的康复与治疗更为精确，且不受康复师主观因素的影响，能够显著提高康复治疗的效果[3]。 可穿戴技术是近几年提出的新概念。以往也存在可穿戴设备，如Holter等技术。目前国外的可穿戴技术相对完善[4]，与国外可穿戴技术的研究相比，我国起步相对较晚，但发展很快[5]。使用者可以通过可穿戴设备，全面、及时和专业地监测和评估自身健康状况，特别适用于一些需要长期康复与治疗的慢性病患者[6-7]。在康复与治疗过程中，患者所有的康复数据都可以被采集，便于在线分析和离线记录[3]。 1 可穿戴技术20世纪60年代，美国麻省理工学院媒体实验室提出可穿戴技术，利用该技术可以把多媒体、传感器以及无线通信等技术嵌入人们的衣着和配件中，可支持手势和眼动操作等多种交互方式[8]。随着互联网和智能硬件的兴起和发展，可穿戴技术及设备成为实验研究和产品开发的热点。 可穿戴技术主要探索和创造能直接穿在身上或整合到用户的衣服或配件的设备；可穿戴设备即为可以穿戴或佩戴在人身体上的设备的总称，意为辅助人的便携设备，是可穿戴技术的实现方式[9-10]。可穿戴设备不仅是一种硬件设备，更通过软件支持以及数据交互、云端交互来实现强大功能，是一种介于消费电子品和医疗器械之间、具有健康监护功能的健康辅具。 新技术的应用能够提高医疗卫生行业的服务质量。近年来，将可穿戴技术应用于医疗领域，如在医院或家庭环境中对患者进行健康监护、精确给药以及运动辅助等，已成为医疗创新的一个热点方向，相关产品已从基础研究逐渐应用于临床。2012年谷歌发布了一款穿戴式智能产品——谷歌眼镜，引发世界高度关注，被称作“智能可穿戴设备元年”；2013年，三星等公司纷纷推出可穿戴产品；2014年，苹果公司发布了可穿戴式Apple Watch智能手表[11]。可穿戴技术不仅能为患者、运动员、儿童以及老年慢性病患者监测生命体征，而且还能够为偏远地区提供远程监测[12-13]。可穿戴技术能够将监测和收集到的数据及生命体征反馈给用户端，以有效地预防、诊断、治疗和控制疾病[13]。 可穿戴技术在康复医学中的应用领域涉及早期诊断、功能康复、康复评定以及远程监测等，从发病早期到稳定期、从家庭到医院都有广泛应用，与康复工程结合也是近年来研究热点之一[14]。虽然大量可穿戴技术目前处于基础研究之中，但临床应用仍然相对较少[15]。 目前的康复医疗模式主要以康复医师或治疗师的手法操作为主，训练过程相对枯燥，效率很低且费用昂贵；康复过程中，康复医师或治疗师的主观意识及体力因素占据主导地位，不能充分调动患者参与康复治疗的主观能动性[16]。与传统康复治疗相比，可穿戴技术在主观性和有效性等方面相对具有优势，它不仅可以减轻康复医师和治疗师的工作强度，还能够改善康复效果；记录的数据还可为康复评定、实时调整康复治疗方案以及康复工程的深入研究提供客观依据，从而使康复效果最大化，在康复医学领域有着极为广泛的应用前景[17]。 2 神经康复随着中国进入老龄化社会，心脑血管病发病率不断上升，特别是脑卒中发病率约为84/10万，死亡率和致残率很高，约70%～80%患者留有不同程度的运动、感觉、言语、吞咽以及认知功能障碍[18]。随着医学进步，急性创伤(如颅脑损伤等)的幸存者也逐渐增多，增加了神经系统疾病患者的数量[19]。 许多神经系统疾病都遗留有步态异常，有些典型异常步态对特定疾病有提示意义，步态分析有助于神经系统疾病的诊断、治疗和评估[20]。近年来，可穿戴式步态分析传感器在脑卒中康复与治疗领域取得显著进展[21-22]。可穿戴式步态分析传感器可以自动识别脑卒中患者的步态参数，为康复与治疗提供反馈信息；可穿戴技术也被当作一种可靠和客观的医疗设备，监测独立生存的脑卒中患者日常活动[23]。作为一种医疗工具，可穿戴式步态分析传感器也可应用于脑瘫患者的术前治疗计划并且可以改变手术决策[24-25]。 此外，可穿戴技术还可应用于监测癫痫发作。斯坦福大学医学中心的研究人员发明了一种可穿戴式智能手表，可以发现不同类型的癫痫发作，并将病情反馈给护理人员[26]。 3 骨科康复骨科康复研究对骨科患者实施综合性康复治疗。现代骨科康复学，其基本干预手段由手术治疗、功能训练和康复辅具三者构成，以康复为目标，构成内容主要为手术性治疗与非手术性治疗两方面[27]。 在临床诊断方面，Turcot等[28]基于加速度传感器和陀螺仪发明了一种可穿戴式步态分析传感器，这种设备可以在无症状人群中区分膝内侧骨关节炎患者。 目前骨关节炎的治疗方法主要为基于运动疗法的康复治疗[29]。运动疗法可使患者减少疼痛，增强关节功能和生活质量[30]。然而多数骨关节炎患者不能长期遵守康复计划，从而影响和降低运动疗法的效果[31]。Papi等[32]开发了一种可穿戴式膝关节监测装置来监测骨关节炎患者的膝关节功能状态。 多数骨科患者有异常运动模式。美国犹他大学的研究者发明了一种可穿戴式智能鞋，可以显著改善下肢骨折和髋关节置换术后患者的异常运动模式[13]。 手功能康复也是骨科康复的重要部分。Cempini等[33]发明了一种可穿戴式外骨骼手，以改善患者的手功能，并且具有舒适性、耐磨性以及安全性高等特点。 4 脊髓损伤康复脊髓损伤是一种高发生率、高死亡率、高致残率以及高耗费的中枢神经系统疾病[34-36]，导致运动感觉功能以及自主神经功能障碍[37]。脊髓损伤后神经元的再生与修复机制极其复杂，加强脊髓损伤后修复与重建研究具有重要的价值和意义[38]。对于脊髓损伤目前尚无有效治愈方法，脊髓损伤的修复和神经功能重建是困扰医学界的核心问题[39]。 大多数脊髓损伤患者存在下肢功能障碍，轮椅对于下肢功能障碍的脊髓损伤患者是一种必需的移乘工具[40]；但地形和空间障碍常限制轮椅的实用性，往往需要患者自主步行运动[41]。针对脊髓损伤患者下肢功能障碍，Sale等[42]发明了一种可穿戴式外骨骼机器人，步态分析和临床评估显示，这种设备可以改善患者下肢功能，可以让脊髓损伤患者站起来，在定义模式下行走，甚至在被动关节活动度的基础上爬楼梯[43-44]。 虽然轮椅对于下肢功能障碍的脊髓损伤患者是一种必需的移乘工具，但是久坐轮椅和长期卧床会引发一些并发症，如压疮等。压疮久治不愈可并发骨髓炎、败血症和低蛋白血症等并发症[45]，给患者带来严重身心危害。研究人员根据身体不同部位所需的血流量、氧气和营养物质不同，制作出可穿戴式智能服装，这种服装配备一组电极，能够温和冲击身体的特定部位，以增加血流量，极大减少压疮风险[13]。 5 老年退行性疾病康复目前我国60岁以上老龄人口已超过1.26亿，据世界卫生组织预测，到2020年我国老龄人口将达到2.5亿以上，我国正加速进入老龄化社会。老龄人口易罹患阿尔茨海默病、帕金森病等退行性疾病。越来越多的学者开始关注可穿戴技术在家庭和社区中老年退行性疾病患者中的应用[14]。此类产品大多集中在测量心电图、心率、呼吸以及血压等生理参数，并对睡眠、跌倒以及安全定位等不良因素进行报警。 阿尔茨海默病是一种起病隐匿、渐进性进展的神经系统退行性疾病，临床以记忆障碍、失认、失语、失用、执行功能障碍以及人格和行为改变等全面性痴呆表现为主要特征[46]。美国GTX与Aetrex制鞋公司联合研发了一种定位鞋子，内嵌GPS芯片，特别适合阿尔茨海默病患者使用，以防其走失[47]。 帕金森病是另一种常见的老年退行性疾病，患病率在发达国家约占人口的0.3%，在超过60岁的人群中约占1%，目前临床尚无系统有效的治疗措施[48]。帕金森病通常表现为运动障碍，如静止性震颤、运动缓慢、步态困难以及肢体僵硬等，步态分析被证实是诊断这种疾病的最可靠方法[49]，运用可穿戴式步态分析传感器可动态监测帕金森病患者的步态[50]，有助于康复与治疗。冻结步态是帕金森病患者经常出现的突然性行走迈步障碍。以色列人设计的Gait-Assist通过置于脚踝上的加速度传感器，自动检测患者是否存在冻结步态，进而帮助患者纠正和克服冻结步态[9]。 此外，可穿戴技术应用于助听器[51]、心脏康复[13]、肺康复[7]等领域。近年来，虽然关于可穿戴技术的大多数研究致力于疾病的康复与治疗，基于预防和早期诊断的可穿戴技术也正变得越来越活跃。 6 总结及展望可穿戴技术具有微型化、智能化和便捷化的特点，为康复医学领域的发展与进步提供新思路、新方法与新技术，在康复医学的神经康复、骨科康复、脊髓损伤康复以及老年退行性疾病康复等领域有越来越广泛地研究与应用。 迄今为止，可穿戴技术在康复医学领域的应用报道仍相对有限。作为一种新型技术，可穿戴技术尚有一些不足之处需要解决，如可穿戴技术的大众化、便于应用且不干预日常生活[13,52-53]。该领域进一步的研究方向可能是如何保证动态监测条件下的信号可靠性、可穿戴设备长期使用的舒适性以及基于个人隐私的数据安全性等[9]。 随着新型传感技术、无线通信技术、数据分析技术和低功耗芯片技术等创新驱动，将可穿戴技术与传统的康复理念和康复工程相结合，家庭康复和社区康复将更加有效[54]。我们相信可穿戴技术在未来会成为康复医学的重要支撑，广泛应用于康复医疗实践中，进而影响康复医疗模式，从而促进康复医学事业发展。 [参考文献] [1]Qureshi AZ.FCPS training in the specialty of Physical Medicine and Rehabilitation for physicians in Pakistan：The option less known[J].J Pak MedAssoc,2016,66(1)：93-96. 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Progress of Wearable Technology in Rehabilitation Medicine(review) ZHANG Wen-hao1,2a,3,4,LI Jian-jun1,2a,3,4,GAO Feng1,2a,3,4,YANG De-gang1,2a,3,4,GUO Yun1,2a,3,4,LIU Chang-bin1,2a,3,4, YANG Ming-liang1,2a,3,4,DU Liang-jie1,2a,3,4,CUI Yao1,2b,3,4,LI Da-peng1,2a,3,4,ZHANG Xin1,2a,3,4,CAI Chang1,2a,3,4,ZHANG Jie1,2a,3,4 Correspondence to：LI Jian-jun.E-mail：crrc100@163.com Abstract：With the development of science and technology,and the emergence of artificial intelligence,wearable technology is becoming a hot topic in the field of rehabilitation medicine.Wearable technology is characterized by miniaturization,intelligency and convenience, and has been widely researched and applied in many fields,such as neurological rehabilitation,orthopaedic rehabilitation,spinal cord injury rehabilitation and rehabilitation for senile degenerative diseases.The further research may focus on the reliability of signals under dynamic monitoring,the comfortable feeling during long-term use of wearable devices,the data security based on personal privacy,and so on. Key words：wearable technology;rehabilitation;review [中图分类号] R496 [文献标识码]A [文章编号]1006-9771(2017)07-0792-04 (收稿日期：2017-01-20 修回日期：2017-03-10) DOI：10.3969/j.issn.1006-9771.2017.07.011 基金项目：1.国家养老服务体系建设应用型科研项目(No.FYZL-2011-21)；2.中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目(No.2015CZ-6)。 作者单位：1.首都医科大学康复医学院，北京市100068；2.中国康复研究中心北京博爱医院，a.脊柱脊髓神经功能重建科；b.理疗科水疗室，北京市100068；3.北京脑重大疾病研究院神经损伤与修复研究所，北京市100068；4.北京市神经损伤与康复重点实验室，北京市100068。作者简介：张文豪(1991-)，男，汉族，河南柘城县人，硕士研究生，主要研究方向：康复医学、脊柱脊髓损伤的康复与治疗。通讯作者：李建军，男，汉族，教授，主任医师，博士生、博士后导师，主要研究方向：康复医学、康复教育、骨科及脊柱脊髓损伤的康复与治疗。E-mail：crrc100@163. com。 |
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