林淑潔,張立秀,陳香萍,朱明月,金磊,王淑嬋,柯歡,韓赟

(1.湖州師范學(xué)院 護(hù)理學(xué)院,浙江 湖州 313000;2.浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院 護(hù)理部,浙江 杭州 310000)

壓力性損傷(pressure injures,PI)是護(hù)理質(zhì)量和患者安全的關(guān)鍵監(jiān)測(cè)指標(biāo),也被列為傷害患者的五大常見因素之一,其防治受到全球關(guān)注[1]。2019版PI預(yù)防與實(shí)踐指南[2]指出,體位變換是預(yù)防PI的重要組成部分,然而在繁忙護(hù)理實(shí)踐中實(shí)施定期體位變換具有挑戰(zhàn)性,且體位變換質(zhì)量不高[3-4]。近年來,隨著云計(jì)算和人工智能等前沿技術(shù)的發(fā)展[5],可穿戴設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生,為PI預(yù)防提供了新思路。本文將可穿戴設(shè)備在PI預(yù)防中的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行綜述,以期為智能時(shí)代的PI預(yù)防提供參考。

1 可穿戴設(shè)備概述

可穿戴設(shè)備是指穿戴在身體或整合到其他可穿戴物品上的便捷式設(shè)備,可在相關(guān)軟件支持下對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和傳輸,廣泛應(yīng)用于疾病監(jiān)測(cè)、康復(fù)護(hù)理等領(lǐng)域[6]。常見的穿戴方式有接觸式、外接式和植入式[7],前兩者因其便捷、無創(chuàng)的特點(diǎn)目前被應(yīng)用于PI預(yù)防實(shí)踐。接觸式通過傳感器貼片直接接觸人體皮膚,具有較高的靈敏度。外接式本身無法穿戴,通過外接到衣服、襪子等可穿戴物品上實(shí)現(xiàn)可穿戴功能,具有較高的舒適度。根據(jù)傳感方式分為化學(xué)傳感器、光學(xué)傳感器和機(jī)電傳感器。PI預(yù)防多以機(jī)電傳感器為主,主要通過檢測(cè)身體表面電阻、電容或者導(dǎo)電性等信號(hào)以監(jiān)測(cè)人體健康狀況?？纱┐鳈C(jī)電傳感器常見的類型有壓力傳感器、應(yīng)變式傳感器等[7],其中壓力傳感器可測(cè)量局部壓力;應(yīng)變式傳感器可測(cè)量局部皮膚溫度以及患者運(yùn)動(dòng)變化等。根據(jù)臨床實(shí)踐應(yīng)用的PI預(yù)防可穿戴設(shè)備監(jiān)測(cè)參數(shù)可分為基于單參數(shù)監(jiān)測(cè)的可穿戴設(shè)備和基于多參數(shù)監(jiān)測(cè)的可穿戴設(shè)備兩種類型,而多參數(shù)監(jiān)測(cè)又分為基礎(chǔ)參數(shù)監(jiān)測(cè)和位置參數(shù)監(jiān)測(cè)。

2 可穿戴設(shè)備在壓力性損傷預(yù)防中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 基于單參數(shù)監(jiān)測(cè)的PI預(yù)防可穿戴設(shè)備 壓力是PI發(fā)生發(fā)展的始動(dòng)因素[2],可作為PI預(yù)防可穿戴設(shè)備的主要監(jiān)測(cè)參數(shù)。Kim等[8]開發(fā)出無線可穿戴足跟壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng),將傳感設(shè)備連接在襪子上,通過無線通信技術(shù)連續(xù)監(jiān)測(cè)壓力信號(hào),測(cè)量躺下時(shí)施加到足跟和腳踝的壓力,預(yù)防長(zhǎng)期臥床或佩戴假肢時(shí)發(fā)生的PI,但該設(shè)備尚處于研發(fā)階段,其臨床效果值得進(jìn)一步驗(yàn)證。Hickle等[9]開發(fā)了無線壓力傳感器貼片,持續(xù)監(jiān)測(cè)壓力和時(shí)間數(shù)據(jù)并無線傳輸至基站或智能手機(jī),當(dāng)壓力持續(xù)時(shí)間過長(zhǎng)引發(fā)組織傷害時(shí),立即發(fā)出警報(bào)以提醒護(hù)理人員進(jìn)行PI干預(yù),但該設(shè)備僅進(jìn)行了動(dòng)物試驗(yàn),在人體中的安全性和有效性尚未驗(yàn)證。Chung等[10]開發(fā)的基于可拆卸、一次性織物的壓力傳感器陣列,通過放置于PI高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域便可快速獲取壓力數(shù)據(jù)并通過藍(lán)牙傳輸至電子設(shè)備,但該設(shè)備存在不防水、硬件過大、無數(shù)據(jù)儲(chǔ)存功能等問題,需進(jìn)一步完善。以上單參數(shù)監(jiān)測(cè)僅獲取壓力數(shù)據(jù),并不能獲取局部溫度數(shù)據(jù)以及患者的體位變換角度、組織減壓時(shí)間等,因此不能全面評(píng)估患者的體位變換需求。

2.2 基于多參數(shù)監(jiān)測(cè)的PI預(yù)防可穿戴設(shè)備

2.2.1 基礎(chǔ)參數(shù)監(jiān)測(cè) 隨著對(duì)PI形成機(jī)制研究的不斷深入,發(fā)現(xiàn)PI的發(fā)生與皮膚組織缺血性損傷、微循環(huán)及代謝障礙、再灌注損傷等機(jī)制密切相關(guān)[11]。因此,基于多參數(shù)可穿戴設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生,通過對(duì)PI各危險(xiǎn)因素(如皮膚溫濕度、皮膚阻抗、壓力等基礎(chǔ)參數(shù))的持續(xù)監(jiān)測(cè),以多角度、多維度分析PI發(fā)生風(fēng)險(xiǎn),為PI預(yù)警提供有效支持。McNeill等[12]研發(fā)的可穿戴式柔性傳感器貼片系統(tǒng),該系統(tǒng)將壓力傳感器、溫濕度傳感器固定于柔性基板上,具有電氣性能穩(wěn)定、高機(jī)械性能和高生物相容性等特點(diǎn),可貼附在局部皮膚上感知皮膚溫濕度、承受壓力,經(jīng)過算法處理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),當(dāng)算法檢測(cè)皮膚局部發(fā)生PI的可能性超過某個(gè)預(yù)先設(shè)定閾值的概率時(shí),基站將警報(bào)無線傳輸?shù)揭苿?dòng)端設(shè)備,如電腦或智能手機(jī)上,由此來提醒患者或醫(yī)護(hù)人員及時(shí)采取干預(yù)措施,如體位變換預(yù)防PI的發(fā)生。Sen等[13]開發(fā)了無線、自主定位的多功能傳感器貼片系統(tǒng),可將多個(gè)傳感器貼片放置在患者PI風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域,監(jiān)測(cè)局部皮膚承受壓力、溫度、相對(duì)濕度等參數(shù),數(shù)據(jù)經(jīng)過機(jī)器學(xué)習(xí)算法處理后通過低功耗藍(lán)牙傳輸至終端設(shè)備(如智能手機(jī)),由此提醒護(hù)理人員及時(shí)實(shí)施預(yù)防PI的干預(yù)措施。Kim等[14]開發(fā)了無線多功能織物傳感器,這種集成在簡(jiǎn)單棉織物上的可穿戴傳感器質(zhì)地柔軟、輕薄,可直接貼附在皮膚上,測(cè)量局部皮膚抗阻、溫度、壓力等參數(shù)。研究將該系統(tǒng)用于PI的小鼠動(dòng)物模型,結(jié)果表明該系統(tǒng)可檢測(cè)早期PI的關(guān)鍵時(shí)間,且PI的發(fā)生與局部皮膚抗阻、溫度和壓力具有相關(guān)性。林堅(jiān)等[15]開發(fā)一種基于壓電彈性體的PI監(jiān)測(cè)傳感模塊,將其放置于身體經(jīng)常受壓部位(如枕骨、肩胛骨、手肘、骶骨和足跟處)進(jìn)行壓力、溫濕度參數(shù)采集,通過Wifi將數(shù)據(jù)上傳云平臺(tái),并在QT開發(fā)框架開發(fā)的軟件中進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和保存,醫(yī)護(hù)人員和患者及其家屬就可實(shí)時(shí)了解患者受壓部位的狀況,可降低PI發(fā)生率和減輕護(hù)理人員工作量。以上研究大多監(jiān)測(cè)的是PI發(fā)生的基礎(chǔ)參數(shù),能夠從多方面檢測(cè)PI發(fā)生的危險(xiǎn)因素,從而提高PI預(yù)測(cè)能力,但尚未大規(guī)模應(yīng)用于臨床,其預(yù)警效果值得進(jìn)一步驗(yàn)證。

2.2.2 位置參數(shù)監(jiān)測(cè) 位置參數(shù)主要通過監(jiān)測(cè)患者體位變換過程(如體位變換角度、方向、時(shí)間等參數(shù))以此來制訂個(gè)性化體位變換策略。美國(guó)LEAF醫(yī)療公司開發(fā)了可穿戴式位置監(jiān)測(cè)系統(tǒng),該系統(tǒng)貼附于患者的胸骨區(qū)域,可評(píng)估患者在三維空間內(nèi)的相對(duì)位置并提供視覺反饋以促進(jìn)最佳體位變換策略[3]。該系統(tǒng)設(shè)定3項(xiàng)位置參數(shù):有效體位變換為角度達(dá)20°以上、至少有15 min組織減壓時(shí)間以及保持每2 h體位頻率。當(dāng)傳感器記錄到翻身角度達(dá)20°并保持1 min以上即被歸于已完成翻身,否則為無效體位變換。當(dāng)傳感器記錄到無效體位變換時(shí)可將位置數(shù)據(jù)無線傳送至手機(jī)、電腦等終端,通過顯示患者實(shí)時(shí)位置和時(shí)長(zhǎng)信息來提醒護(hù)士為患者進(jìn)行體位變換。Pickham等[3]在重癥監(jiān)護(hù)室開展的一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照研究(n=1312),干預(yù)組和對(duì)照組均佩戴LEAF穿戴式三維位置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)并接受標(biāo)準(zhǔn)PI預(yù)防護(hù)理,對(duì)照組記錄位置數(shù)據(jù)但不進(jìn)行數(shù)據(jù)反饋,干預(yù)組則將數(shù)據(jù)反饋至醫(yī)護(hù)人員電腦;研究結(jié)果顯示,干預(yù)組PI發(fā)生明顯減少,并且兩組的體位變換依從性總時(shí)間具有明顯差異。同樣采用LEAF穿戴式位置監(jiān)測(cè)系統(tǒng),Turmell等[16]對(duì)54名有PI發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的重癥監(jiān)護(hù)室患者(Braden量表評(píng)分≤18)開展了為期3個(gè)月的連續(xù)性前后對(duì)照研究,結(jié)果顯示,相比于護(hù)士不明確研究過程且不給予數(shù)據(jù)反饋和視覺提示的對(duì)照組,干預(yù)組體位變換依從率明顯增加,且平均體位變換時(shí)間間隔明顯縮短;同時(shí)調(diào)查顯示干預(yù)組的團(tuán)隊(duì)合作能力有所改善,這表明可穿戴設(shè)備提供的視覺反饋可提高工作效率及團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。

Bayram等[17]設(shè)計(jì)了一款3D打印外殼內(nèi)置加速度傳感器和陀螺儀的可穿戴位置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可穿戴在身體不同解剖區(qū)域(如胸骨、左右肩峰、距骨上方、髕骨下方),相比于僅穿戴在胸骨部位的位置監(jiān)測(cè)系統(tǒng),該系統(tǒng)使用體位不限,監(jiān)測(cè)范圍廣泛,并且經(jīng)濟(jì)成本較低。但該研究?jī)H對(duì)仿真模擬人進(jìn)行試驗(yàn),臨床應(yīng)用效果有待驗(yàn)證?？纱┐骰颊呶恢帽O(jiān)測(cè)系統(tǒng)大多為接觸式可穿戴設(shè)備,對(duì)于材料的選擇有著極高的要求,且有皮膚過敏和增加PI發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn),為增加患者舒適度和減少醫(yī)療成本,Minteer等[18]研制了可重復(fù)使用的、低成本的外接式可穿戴患者三維位置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可附在專用病員服上,減少與皮膚直接接觸從而增加舒適度,并能與臨床電子病歷相關(guān)聯(lián),自動(dòng)、客觀監(jiān)測(cè)患者實(shí)時(shí)體位,從而提示護(hù)理人員為患者提供最佳體位變換。該系統(tǒng)由微處理器和多種傳感器構(gòu)成,包括加速度計(jì)傳感器、陀螺儀、磁力計(jì)、光傳感器等,可用于測(cè)量患者加速度、角度、方向等位置參數(shù)。該研究對(duì)10名活動(dòng)受限的受試者進(jìn)行5個(gè)月的臨床試驗(yàn),在受試者病房放置攝像機(jī),以捕獲實(shí)際體位變換情況,并與外接式可穿戴位置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。研究表明,該系統(tǒng)能成功捕獲患者體位變換情況,檢測(cè)準(zhǔn)確率高。但該研究為小樣本臨床試驗(yàn),設(shè)備性能需進(jìn)行進(jìn)一步完善。因此,監(jiān)測(cè)位置參數(shù)可以直觀反映患者體位變化情況,有助于保證體位變換質(zhì)量,提高體位變換依從性,縮短體位變換間隔時(shí)間,促進(jìn)PI預(yù)防,從而降低PI發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。但是位置參數(shù)易受醫(yī)療操作、患者活動(dòng)等影響,其監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性有待提高。

3 局限性與研發(fā)展望

3.1 優(yōu)化可穿戴設(shè)備產(chǎn)品設(shè)計(jì) 可穿戴設(shè)備日新月異,但在臨床應(yīng)用過程中存在局限性,其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度、佩戴舒適度需要進(jìn)一步優(yōu)化和完善。首先,采用運(yùn)動(dòng)傳感器監(jiān)測(cè)的可穿戴設(shè)備在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中或頻繁進(jìn)行護(hù)理操作時(shí)容易受到干擾,應(yīng)根據(jù)患者不同狀態(tài)改進(jìn)信號(hào)識(shí)別和算法的設(shè)計(jì),自動(dòng)識(shí)別干擾,以提高監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。其次,可穿戴設(shè)備通過與皮膚直接接觸來提高傳感信噪比[14],材料設(shè)計(jì)及選擇應(yīng)具有機(jī)械和化學(xué)穩(wěn)定性,避免對(duì)人體造成危害甚至增加PI發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。目前,具有親膚、透氣、適應(yīng)人體結(jié)構(gòu)與形態(tài)變化特點(diǎn)的織物傳感器在可穿戴設(shè)備領(lǐng)域顯示出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)[19],相較于傳統(tǒng)剛性傳感器更適用PI,未來研究可考慮研發(fā)柔性電子集成傷口敷料,使得PI預(yù)防可穿戴設(shè)備不僅能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)、早期警示,還可發(fā)揮治療作用。

3.2 集成化PI預(yù)防可穿戴設(shè)備 受限于佩戴方式和位置,目前商售或已研發(fā)的可穿戴設(shè)備僅能獲取某一種或幾種信號(hào),然而PI的發(fā)生機(jī)制復(fù)雜,需考慮多方面因素,未來研究可設(shè)計(jì)功能集成化的可穿戴設(shè)備,能夠同時(shí)獲取壓力、溫濕度、體位變換角度、組織減壓時(shí)間等多維度客觀數(shù)據(jù),通過數(shù)據(jù)和圖像信息的識(shí)別,為有PI風(fēng)險(xiǎn)患者的預(yù)防護(hù)理實(shí)踐提供更為精準(zhǔn)的信息[20],以利于制訂個(gè)性化體位變換策略。

3.3 構(gòu)建基于可穿戴設(shè)備的智能化數(shù)據(jù)庫 可穿戴設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、分析、反饋模式能夠顯著降低潛在疾病發(fā)生。未來研究可構(gòu)建基于可穿戴設(shè)備的智能化數(shù)據(jù)庫,將可穿戴設(shè)備采集的多維度數(shù)據(jù)與電子病歷中的信息對(duì)接融合,通過機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)來建立PI風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型,提高預(yù)測(cè)效能,推動(dòng)PI管理由“制度管理”向“數(shù)據(jù)管理”轉(zhuǎn)變[21]。此外,將可穿戴設(shè)備獲取的包括PI預(yù)防參數(shù)在內(nèi)的各種健康數(shù)據(jù)上傳至大數(shù)據(jù)庫,實(shí)現(xiàn)各數(shù)據(jù)互通共享。從醫(yī)療用戶角度,可實(shí)現(xiàn)個(gè)人的健康實(shí)時(shí)監(jiān)控與提示,可提高患者依從性及健康管理積極性;從醫(yī)療機(jī)構(gòu)角度,可動(dòng)態(tài)監(jiān)護(hù)住院患者病情,減輕醫(yī)護(hù)人員工作負(fù)擔(dān),實(shí)現(xiàn)醫(yī)療資源合理配置,推進(jìn)優(yōu)質(zhì)醫(yī)療服務(wù)。

4 小結(jié)

可穿戴設(shè)備能夠多維度、多參數(shù)預(yù)警PI,為護(hù)理人員體位變換實(shí)踐提供更為客觀的數(shù)據(jù)支撐,同時(shí)也可助力遠(yuǎn)程醫(yī)療,推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)+護(hù)理服務(wù),從而減少PI的發(fā)生,有助于實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)化護(hù)理。但PI預(yù)防可穿戴設(shè)備作為新興技術(shù),未來需要更多大樣本、多中心研究,可穿戴設(shè)備是否可應(yīng)用于多種臨床環(huán)境(如醫(yī)院、養(yǎng)老機(jī)構(gòu)、社區(qū)),以及在應(yīng)用過程中如何提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、減少人為因素造成的偏倚是今后研究的方向。