Những tiến bộ trong công nghệ đeo được và ứng dụng trong y học vật lý và phục hồi chức năng
Tóm tắt
Sự phát triển của các cảm biến thu nhỏ có thể được gắn một cách không gây chú ý lên cơ thể hoặc có thể là một phần của các trang phục, chẳng hạn như các yếu tố cảm biến được nhúng vào vải của trang phục, đã mở ra vô số khả năng theo dõi bệnh nhân trong lĩnh vực này trong thời gian dài. Điều này đặc biệt có liên quan đến thực hành y học vật lý và phục hồi chức năng. Công nghệ đeo được giải quyết một câu hỏi lớn trong việc quản lý bệnh nhân đang trải qua quá trình phục hồi, tức là các can thiệp lâm sàng có tác động đáng kể đến cuộc sống thực tế của bệnh nhân hay không? Công nghệ đeo được cho phép các bác sĩ thu thập dữ liệu ở những nơi có ý nghĩa nhất để trả lời câu hỏi này, tức là ở môi trường gia đình và cộng đồng. Những quan sát trực tiếp về tác động của các can thiệp lâm sàng đối với sự di chuyển, mức độ độc lập và chất lượng cuộc sống có thể được thực hiện thông qua các hệ thống đeo được. Các nhà nghiên cứu đã tập trung vào ba lĩnh vực chính để phát triển các công cụ có ý nghĩa lâm sàng: 1) thiết kế và triển khai các cảm biến ít gây chú ý và ghi lại đáng tin cậy các chuyển động hoặc tín hiệu sinh lý, 2) phát triển các hệ thống thu thập dữ liệu một cách không gây chú ý từ nhiều cảm biến đeo được và chuyển tải thông tin này đến các bác sĩ theo cách phù hợp nhất cho từng ứng dụng, và 3) thiết kế và triển khai các thuật toán để trích xuất thông tin lâm sàng có liên quan từ dữ liệu đã được ghi lại bằng công nghệ đeo được. Tạp chí Kỹ thuật Thần kinh và Phục hồi chức năng đã dành một loạt các bài báo cho chủ đề này với mục tiêu cung cấp một mô tả về tình hình hiện tại trong lĩnh vực nghiên cứu này và chỉ ra các ứng dụng mới nổi có liên quan đến thực tiễn lâm sàng trong y học vật lý và phục hồi chức năng.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Finch E, Brooks D, Mayo NE, Stratford PW: Physical Rehabilitation Outcome Measures: A Guide to Enhanced Clinical Decision-Making. 2nd edition. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins; 2002.
Frontera W: The importance of technology in rehabilitation. IEEE Eng Med Biol Mag 2003,22(3):25.
Stein J: Wearable sensor technology for functional assessment after stroke. IEEE Eng Med Biol Mag 2003,22(3):26-27.
Busser HJ, de Korte WG, Glerum EB, van Lummel RC, et al.: Method for objective assessment of physical work load at the workplace. Ergonomics 1998,41(10):1519-1526. 10.1080/001401398186252
Bussmann JB, Tulen JH, van Herel EC, Stam HJ: Quantification of physical activities by means of ambulatory accelerometry: a validation study. Psychophysiology 1998,35(5):488-496. 10.1017/S0048577298971153
Aminian K, Robert P, Buchser EE, Rutschmann B, Hayoz D, Depairon M: Physical activity monitoring based on accelerometry: validation and comparison with video observation. Medical & Biological Engineering & Computing 1999,37(3):304-308. 10.1007/BF02513304
Foerster F, Fahrenberg J: Motion pattern and posture: correctly assessed by calibrated accelerometers. Behavior Research Methods, Instruments, & Computers 2000,32(3):450-457.
Schasfoort FC, Bussmann JBJ, Stam HJ: Ambulatory measurement of upper limb usage and mobility-related activities during normal daily life with an upper limb-activity monitor: a feasibility study. Medical & Biological Engineering & Computing 2002,40(2):173-182. 10.1007/BF02348122
Sherrill DM, Bonato P, De Luca CJ: A neural network approach to monitor motor activities. Second Joint Conference EMBS-BMES, Houston (Texas) October 23–26, 2002
Moy ML, Mentzer SJ, Reilly JJ: Ambulatory monitoring of cumulative free-living activity. IEEE Eng Med Biol Mag 2003,22(3):89-95. 10.1109/MEMB.2003.1213631
Keijsers NL, Horstink MW, Gielen SC: Automatic assessment of levodopa-induced dyskinesias in daily life by neural networks. Mov Disord 2003,18(1):70-80. 10.1002/mds.10310
Keijsers NL, Horstink MW, Gielen SC: Online monitoring of dyskinesia in patients with Parkinson's disease. IEEE Eng Med Biol Mag 2003,22(3):96-103. 10.1109/MEMB.2003.1213632
Klapper DA, Weaver J, Fernandez H, Ohno-Machado L: Classification of movement states in Parkinson's disease using a wearable ambulatory monitor. AMIA Annu Symp Proc 2003, 896.
Bonato P, Sherrill DM, Standaert DG, Salles SS, Akay M: Data Mining Techniques to Detect Motor Fluctuations in Parkinson's Disease. 26th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, San Francisco (California) September 1–5, 2004
Akay M, Sekine M, Tamura T, Higashi Y, Fujimoto T: Unconstrained monitoring of body motion during walking. IEEE Eng Med Biol Mag 2003,22(3):104-109. 10.1109/MEMB.2003.1213633
Bonato P, Hughes R, Sherrill DM, Black-Schaffer R, Akay M, Knorr B, Stein J: Using Wearable Sensors to Assess Quality of Movement After Stroke. 65th Annual Assembly American Academy of Physical Medicine and Rehabilitation, Phoenix (Arizona) October 7–9, 2004
De Rossi D, Lorussi F, Scilingo EP, Carpi F, Tognetti A, Tesconi M: Artificial kinesthetic systems for telerehabilitation. Stud Health Technol Inform 2004, 108: 209-213.
Kemp B, Janssen AJ, van der Kamp B: Body position can be monitored in 3D using miniature accelerometers and earth-magnetic field sensors. Electroencephalogr Clin Neurophysiol 1998,109(6):484-488. 10.1016/S0924-980X(98)00053-8
Luinge HJ, Veltink PH, Baten CT: Estimating orientation with gyroscopes and accelerometers. Technol Health Care 1999,7(6):455-459.
Williamson R, Andrews BJ: Detecting absolute human knee angle and angular velocity using accelerometers and rate gyroscopes. Med Biol Eng Comput 2001,39(3):294-302. 10.1007/BF02345283
Zijlstra W, Bisseling R: Estimation of hip abduction moment based on body fixed sensors. Clin Biomech (Bristol, Avon) 2004,19(8):819-827. 10.1016/j.clinbiomech.2004.05.005
Giansanti D, Macellari V, Maccioni G, Cappozzo A: Is it feasible to reconstruct body segment 3-D position and orientation using accelerometric data? IEEE Trans Biomed Eng 2003,50(4):476-483. 10.1109/TBME.2003.809490
Manto M, Topping M, Soede M, Sanchez-Lacuesta J, Harwin W, Pons J, Williams J, Skaarup S, Normie L: Dynamically responsive intervention for tremor suppression. IEEE Eng Med Biol Mag 2003,22(3):120-132. 10.1109/MEMB.2003.1213635
Herr H, Wilkenfeld A: User-adaptive control of a magnetorheological prosthetic knee. Industrial Robot: An International Journal 2003,30(1):42-55. 10.1108/01439910310457706