综述:可穿戴技术及其在心血管健康监测和疾病管理中的潜在作用

《Health Science Reports》:Wearable Technology and Its Potential Role in Cardiovascular Health Monitoring and Disease Management

【字体: 时间:2025年11月24日 来源:Health Science Reports 2.1

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  心血管疾病仍是全球死亡主因,可穿戴技术通过持续监测和数据分析在疾病预防、早期诊断及远程管理中展现显著优势,如实时心电监测、血压评估及血管年龄预测。但存在数据准确性、隐私安全、技术整合及成本效益等挑战,需结合AI与IoMT优化临床决策并推动精准医学发展。

  心血管疾病(CVD)仍然是全球最主要的死亡原因之一,2019年造成了约1790万例死亡,占全球所有死亡人数的32%。其中,心肌梗死和中风导致了85%的死亡,而这些疾病在低收入和中等收入国家中负担尤为沉重,凸显了可扩展、技术驱动的预防和诊断策略的迫切需求。可穿戴技术作为一种创新手段,正在为心血管健康监测带来根本性的变革,它能够实现持续、实时的生理状态评估,并在早期疾病检测方面展现出巨大潜力。

可穿戴设备通常指的是可以佩戴在身体上的电子产品,如智能手表和智能眼镜。这些设备通过贴近皮肤或直接接触身体表面,采集并传递生物信息,使用户能够即时获得健康反馈。随着技术的进步,可穿戴设备的应用范围已经从简单的运动追踪扩展到包括心率、血氧饱和度、心电图(ECG)等在内的多参数监测。这些设备不仅具备被动数据采集的优势,还能提供个性化的健康反馈,从而帮助用户调整生活方式,预防慢性病的发生。

在心血管疾病的预防和生活方式干预方面,可穿戴技术发挥着越来越重要的作用。通过设定目标和提供实时反馈,这些设备能够帮助用户改善饮食和运动习惯,进而降低诸如糖尿病、心脏病、动脉硬化和中风等疾病的风险。然而,尽管可穿戴设备在促进行为改变方面展现出一定的潜力,但其在青少年和儿童中的应用仍处于初步阶段,缺乏系统的实证研究支持。此外,部分设备在营养追踪和生理数据准确性方面仍存在局限,影响了其在临床决策中的应用。

在心血管健康监测方面,可穿戴设备已逐渐成为重要的工具。例如,苹果手表、Fitbit Sense和AliveCor KardiaMobile等设备已被广泛用于心律失常的早期识别和持续管理。这些设备通过集成心电图(ECG)、光体积描记(PPG)和人工智能算法,显著提高了诊断的敏感性。同时,它们也支持患者进行自我管理和行为调整,有助于改善整体健康状况。在心力衰竭的管理中,可穿戴设备可以提供远程监测功能,通过持续的数据采集和分析,实现对病情的及时干预,从而减少住院率和疾病恶化风险。

然而,可穿戴技术在临床应用中仍面临一些挑战。首先,数据的准确性和一致性是一个关键问题,因为不同设备在不同环境和生理条件下采集的数据可能存在较大差异。其次,设备之间的互操作性不足,限制了数据在不同医疗系统中的共享和整合。此外,数据隐私和安全性问题也日益受到关注,尤其是在涉及患者敏感健康信息的情况下。部分设备由于缺乏足够的认证机制,存在数据被非法访问或泄露的风险,这可能对患者造成严重的后果。

在心血管疾病管理中,可穿戴设备与远程医疗、人工智能和物联网(IoMT)等技术的结合,为个性化医疗和精准诊断提供了新的可能性。例如,一些智能设备可以实时监测心率、血压和睡眠模式,并通过无线传输将数据发送给医疗专业人员,从而实现及时的医疗干预。然而,尽管这些技术在提高诊断效率和患者参与度方面具有优势,但其在临床实践中的广泛应用仍需克服一些障碍,包括医疗专业人员对设备数据的解读能力不足、数据传输的安全性问题,以及设备在不同人群中的适用性差异。

此外,可穿戴设备在远程患者监测中的应用,也为慢性病管理提供了新的思路。例如,心力衰竭患者可以通过可穿戴设备进行持续监测,从而在病情恶化前及时采取干预措施。这些设备通常与电子健康记录(EHR)系统集成,以确保数据的实时更新和共享。然而,这种整合需要解决数据标准化、系统兼容性以及医疗人员培训等问题,以确保数据的有效利用和患者安全。

在人工智能(AI)和机器学习(ML)的支持下,可穿戴设备的数据分析能力得到了显著提升。这些技术能够处理大量纵向数据,从而提高疾病预测的准确性,并为个体化治疗方案的制定提供依据。然而,目前的研究仍然显示出一些不足,例如医疗人员与患者之间的沟通不畅、缺乏有效的反馈机制,以及数据在不同平台间的兼容性问题。因此,未来的开发方向应更加注重这些方面的改进,以确保可穿戴技术能够充分发挥其在心血管疾病管理中的潜力。

尽管可穿戴设备在心血管健康领域展现出巨大的前景,但其推广和应用仍需克服一系列挑战。首先,数据质量的稳定性仍然是一个关键问题,因为不同传感器和设备在不同环境和生理条件下采集的数据可能存在较大差异。其次,设备的互操作性不足,使得数据在不同医疗系统之间的共享和整合变得困难。此外,数据隐私和安全性问题也日益受到关注,尤其是在涉及患者敏感健康信息的情况下。部分设备由于缺乏足够的认证机制,存在数据被非法访问或泄露的风险,这可能对患者造成严重的后果。

为了确保可穿戴设备的安全性和有效性,开发者需要关注设备的电源管理问题。目前,可穿戴设备的持续使用依赖于可靠的电源供应,而电源中断可能导致数据丢失和监测不准确。此外,设备的电池寿命和续航能力也是影响用户使用体验的重要因素。虽然近年来电池技术有所进步,如锂聚合物电池和固态电池的应用,使得设备体积更小、能量密度更高,但如何在保证设备性能的同时降低使用成本,仍然是一个需要解决的问题。

在医疗监管方面,美国食品药品监督管理局(FDA)和欧洲药品管理局(EMA)等机构对可穿戴医疗设备的审批标准较为严格。这些标准涵盖了设备的安全性、性能以及数据保护等方面,确保设备在临床应用中的可靠性。然而,尽管监管体系不断完善,但与医疗技术发展的速度相比,监管要求仍显滞后,可能在一定程度上限制了可穿戴设备的市场准入和实际应用。

在保险覆盖方面,目前许多FDA批准的可穿戴设备已被纳入主要商业医疗保险计划,因为它们能够帮助识别和治疗特定疾病。然而,未被医生处方的个人心电监测设备通常不在保险覆盖范围内,这主要是由于缺乏足够的临床证据证明其必要性。因此,如何在保证设备性能的同时,推动其在医疗保险体系中的广泛应用,是未来需要关注的问题。

展望未来,可穿戴技术的发展趋势显示其在心血管疾病管理中的应用将更加广泛。随着传感器技术和数据分析能力的不断提升,这些设备能够提供更全面的健康信息,包括代谢状态、心率变异性和血管年龄等。例如,一些新型设备能够通过非侵入式方法测量血管年龄,为心血管风险评估提供新的指标。此外,结合人工智能和物联网技术,可穿戴设备有望实现更加精准的健康监测和个性化医疗方案的制定。

总的来说,可穿戴技术正在逐步改变心血管疾病的监测和管理方式。通过提供持续、客观的健康数据,这些设备不仅能够帮助医生做出更准确的诊断,还能鼓励患者进行自我管理,改善生活方式,从而降低心血管疾病的风险。尽管仍面临一些技术和监管上的挑战,但随着技术的不断进步和政策的逐步完善,可穿戴设备有望成为心血管疾病预防和管理的重要工具,为全球范围内的精准医疗和健康改善做出贡献。
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