心的雕刻。 www.shutterstock.com
美國正在迅速老齡化。 在接下來的40年中，預計65歲以上的人數將 幾乎翻倍。 在這些年長的美國人中，超過80％的人會有某種形式的 心臟疾病.
隨著醫學進步延長壽命並幫助人們擺脫心髒病發作，越來越多的人最終與 充血性心力衰竭。 這是一種慢性疾病，在該疾病中，心肌會減弱，無法滿足身體的需求。 影響遠不止 6.5成年人 在美國，估計每年在美國花費的醫療保健費用為35十億美元。 對於充血性心力衰竭患者，幾乎 80％ 這些醫療保健費用中的一部分來自住院治療。 個人成本也很高。 發育並被診斷為充血性心力衰竭的人中有近一半將在五年內死亡。
當這些患者住院後出院時，將近一半的患者在90天內回到醫院。 原因之一是因為間歇性拜訪醫療保健專業人員可能會錯過病情惡化的跡象。 另一個原因是患者並非總是按照處方服用藥物或進行自我監控。 儘管有醫師的建議，但充血性心力衰竭患者中只有不到10％ 自我監測症狀 惡化。
我是研究員 在羅徹斯特理工學院（Rochester Institute of Technology）任醫療器械創業公司創始人。 在2014中，當我攻讀博士學位時，我的顧問， 戴維·博克霍爾德，我正在嘗試解決這樣的問題：患者如何在不學習新習慣的情況下在家中更簡單，更輕鬆地監控自己的心臟健康。 傳感器可以集成到方向盤中嗎？ 還是電腦鼠標？ 晚期心血管疾病患者每天都不會使用這些東西。 取而代之的是，我們想出了另一種設備（馬桶座圈），該設備使用頻率更高，幾乎每個人都使用。
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今天如何監測患者
為了在家中監測充血性心力衰竭，醫生和患者仍然嚴重依賴血壓袖帶，體重秤和便攜式心電圖監護儀。 但是最近的研究表明，即使是當患者使用時，這些被廣泛使用的設備似乎也不會減少住院率 遠程指導 通過電話。 這是因為它們只是沒有足夠一致地使用它們。 根據一個 研究的研究者，“使心力衰竭患者甚至進行自我保健的基本方面（例如每日體重和血壓監測）仍然存在困難。”
較新的技術是唯一獲得FDA批准的減少充血性心力衰竭住院的設備， 心臟微機電系統，它是一種追踪肺動脈壓力並將信息遠程傳遞給醫療團隊的植入物。 在 臨床試驗，CardioMEMS證明了充血性心力衰竭住院總數減少了37％。 最近的出版物 表示住院率的降低幅度最高可達46％，在此範圍內，每位患者平均可節省$ 13,190 植入後第一年.
有 過高的期望 適用於當前和未來的技術，例如記錄身體活動，心率和其他數據的可穿戴設備。 但是這些設備不切實際，通過要求佩戴者積極獲取數據，定期佩戴傳感器並保持充電狀態，給心髒病患者帶來了沉重負擔。 這可能導致高放棄率。
如果心臟監測不費力怎麼辦？
日常馬桶座圈可捕獲重要的醫療數據。 攝影：A。Sue Weisler / RIT, 作者提供
在2014中，當我和Borkholder 最初想像 馬桶座圈可以監測心臟健康，我立即在自己身上測試了這個概念，並將電極鉤在臀大肌上，看看這個瘋狂的概念是否有希望。 經過幾週的測試，出現了概念驗證設備，該設備構建在本地硬件商店的馬桶座圈上。
在接下來的四年中，我們兩個 卡爾·施瓦茨 羅徹斯特大學醫學中心的研究人員解決了此類監視的許多基本挑戰。 與醫院或現有的家庭監控設備中使用的傳感器不同，馬桶座圈會從非標準位置捕獲數據-例如測量大腿背面而不是手指的血氧含量。 我們開發了定制電路， 算法 來處理這些數據，包括能夠準確識別嘈雜數據中的心跳的數據。
座圈安裝在標準馬桶上。 除了坐下，已經養成一種習慣和實際上可以確保日常測量的習慣外，用戶無需執行其他任何操作。 我們已經在出版了兩篇同行評審的期刊論文 2018 及 2019 並在300個人類受試者上測試了該技術，以驗證測量結果。 目前，這個 技術正在商業化 已製定計劃在2021中尋求FDA批准。
如今，正在創造出許多新的醫療設備來幫助人們延長壽命，提高生產力。 這些技術進步有可能從被動式方法轉變為保健方法，向預防性和積極方法轉變，同時降低護理成本並改善生活質量。
關於作者
Nicholas Conn，微系統工程研究科學家， 羅徹斯特理工學院
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