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过敏性疾病的发生、发展及转归取决于自身过敏体质和环境过敏因素的相互作用,如何实时监测过敏个体的生物状态和外界环境信息,进行综合判断并及时给出调控建议,是改善过敏性疾病诊疗现状的关键 [1]。
可穿戴电子设备即直接佩戴在身上,或者整合到衣服或配件中的一种具有计算通信功能的便携式电子设备,涵盖传感器、人机交互、集成电路等高新技术。可穿戴电子设备可持续感知与监测人体生理、生化信息,在过敏性疾病的诊断、管理及健康监测方面具有广阔前景。术语“e-Health” 是电子健康(electronic health)的缩写,其内涵就是利用移动设备、远程医疗、社交媒体平台、相关应用程序及大数据分析来改善医疗保健管理。电子健康可用于管理不同的慢性疾病,包括各种过敏性疾病。临床医生和患者可以获得新的沟通方式,这些新方式可以有效地用于改善患者的疾病管理和生活质量 [2-4]。自2020年初以来,为应对新型冠状病毒感染的流行,全球范围内实施了社交距离保持和行动限制,因此电子健康的作用变得更加重要。
1、可穿戴设备对自身状态的监测

目前,可穿戴医疗设备通常以腕带、头带、胸带、袖带、智能手表、智能背心等穿戴于身体各部位,或以某种方式与皮肤(皮下探针)、眼(隐形眼镜)、耳(助听器)等器官接触,从而感知相应的生理或生化信息,部分设备还可起到治疗作用 [5, 6]。
现在已经发明并应用的可穿戴医疗设备,可以监测心率、脉搏、体温、血压、血糖、地理位置等,也可监测呼吸道过敏状态如呼气流量峰值(peak expiratory flow, PEF)、鼻吸气流量峰值(peak nasal inspiratory flow, PNIF)、呼吸参数、呼吸音等,还可实现远程听诊、图像交换等 [7]。
许多可穿戴医疗设备正在开发中。哮鸣音是哮喘发作时的典型体征,监测日常呼吸音可能有助于哮喘的诊断、急性发作预警及疾病活动评价。已有研究研制了基于可穿戴式声学传感器的呼吸音自动分类系统,用以跟踪监控患者哮喘的发作。呼出气中的生物标志物有助于监测哮喘疾病的活动程度,如呼出气一氧化氮可作为哮喘的炎症生物标志物,具有辅助诊断作用。
美国最新哮喘诊治指南建议将监测呼出气一氧化氮作为哮喘疾病活动监测和治疗管理的一部分。目前高灵敏度一氧化氮传感器研制已有进展,可用于呼出气一氧化氮的持续监测。另有研究证明呼气冷凝物中亚硝酸盐有望成为哮喘氧化应激的生物标志物,针对呼出气冷凝物中亚硝酸盐传感器的研究也有进展 [8, 9]。借助可穿戴设备实现日常化的实时监测可能是未来发展方向。
2、可穿戴设备对环境的监测

避免接触过敏原、控制环境中的过敏原暴露是治疗哮喘等过敏性疾病的重要手段。Alexander G Fung团队开发了一种便携式可穿戴采样监测设备,可以检测到过敏性鼻炎、结膜炎和哮喘加重的触发因素,如花粉计数或空气污染程度。基于云的日志平台可以实时跟踪患者的症状和肺活量数值,从而促进数字化管理干预。监测设备还可收集环境中存在的刺激性、挥发性有机及无机污染物,并同时采集环境温度、湿度和空间位置等信息,以分析空气污染与过敏性疾病的关系 [10-12]。
最新临床试验显示,通过整合呼吸音监测器、空气质量监测仪、便携式肺功能仪及家用一氧化氮监测仪,可以形成一套哮喘自我管理系统,用来预测哮喘是否加重。结果发现该系统可减少严重的哮喘发作并改善生活质量,但样本量较少,还须进一步验证 [13]。
物联网技术应用于医学即物联网医学,主要由以下3个部分组成。(1)穿戴式传感器,用于采集生理参数;(2)网络和通信设备,用于数据传输;(3)远程监控平台,用于整合分析数据,识别与患者病情相关的重要信息。可穿戴设备作为物联网医学中的重要一环,可对医疗卫生服务对象实现动态跟踪、实时监测,在远程医疗和个性化医疗中具有广阔前景。
在物联网医学中,这些可穿戴设备可以通过蓝牙与智能手机应用程序交换数据,手机应用程序可以通过互联网与相应的服务器交换数据。通过服务器之间的数据交换和云计算技术,可以实时、动态地整合和分析数据,然后通过服务器将信息推送给患者和医生。医生可以分析、判断信号,并通过手机本身或可穿戴设备向患者提供个性化的反馈或建议(图1) [14, 15]。

图1 可穿戴电子设备、移动电话和云计算技术在物联网医学中的应用[14]
注:高性能计算机(high performance computer, HPC)
电子健康医疗的实施极大地促进了临床数据收集和分析,并有助于改善患者与临床医生之间的交流沟通。尤其在自身过敏体质和环境过敏因素均起重要作用的过敏性疾病的防治中具有广阔的应用前景 [16]。当然,作为一个蓬勃发展的医疗热点,其伦理、信息隐私和临床安全也同样需要关注。
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