纸基柔性传感器可穿戴设备在人体运动中的应用

纸基柔性材料是一种新型材料,其具有轻便性、高延展性能。柔性可穿戴设备由柔性材料制作而成,有轻便、舒适性高、应用范围较广等优点,有望弥补传统的可穿戴设备的不足,被广泛应用于各领域中。国内外有不少文献报道用纸基柔性材料制备的柔性可穿戴设备应用领域。相较于传统设备,它们不仅在用户体验舒适度方面取得巨大突破,还在功能上得到延伸创新以满足多种临床应用场景的需求。基于此,简单介绍纸基柔性可穿戴设备的工作原理及分类,并围绕人们的运动、居家康复、健康检测等几个方面阐述近年来柔性可穿戴设备在康复领域中的研究进展。

口腔可穿戴设备的研究进展

综述了防护牙托、牙齿传感器、可穿戴式肌电图设备、奶嘴式可穿戴设备、舌设备等口腔可穿戴设备的研究进展,分析了口腔可穿戴设备的优缺点,提出了目前口腔可穿戴设备发展面临的挑战,指出了建立统一有效的标准诊断数据系统、提高设备的舒适感和隐蔽性、发展材料及工艺、实现集-诊-疗的智能统一是未来口腔可穿戴设备的发展趋势。

可穿戴设备评估帕金森病患者丘脑底核脑深部电刺激术后短期步态变化

目的应用可穿戴设备评估帕金森病患者丘脑底核脑深部电刺激术后短期的步态变化。方法在未服药/未开机、服药/未开机和未服药/开机3种不同的治疗状态下,让患者佩戴可穿戴传感器完成计时起立行走测试,收集并分析时空运动参数。结果共13例平均病程(8.00±1.38)年的接受双侧丘脑底核脑深部电刺激的帕金森病患者被纳入研究。与未服药/未开机状态相比,脑深部电刺激使患者的起立行走测试总用时由(30.63±17.58)s缩短至(19.50±5.78)s(P=0.003),步长由(39.44±14.34)cm增加至(49.46±13.41)cm(P=0.004)、步速由(0.68±0.27)m/s增加至(0.91±0.25)m/s(P=0.005),躯干前倾最大角度由(-25.32°±10.83°)减少至(-17.32°±12.49°)(P=0.047),躯干后倾最大角度由(-22.03°±11.24°)减少至(-13.16°±12.83°)(P=0.022),差异均有统计学意义。结论在术后短期内,丘脑底核脑深部电刺激可以缩短帕金森病患者起立行走测试用时,显著增加患者步长及步速,减少患者行走过程中躯干前倾角度。

个人健康信息收集的法律与伦理规制研究——基于可穿戴设备专利信息分析

近年来,公众对健康管理的重视程度不断提高,可穿戴设备专利应用前景广阔。然而,可穿戴设备在收集和使用个人健康信息时缺少规制,存在伦理和法律上的风险。通过专利信息分析,表明可穿戴设备专利当前处于研发热点,相关专利技术实施存在对用户个人健康信息的隐私侵害风险、管理漏洞风险和永久监视风险。本研究基于不同责任主体提出了具体的完善建议,以期促进可穿戴设备专利技术发展的同时确保其中所涉个人健康信息获得合理保护,实现技术创新与个人信息保护的双重目标。

基于可穿戴设备的开放集动作识别技术研究

随着智能手表、手环等可穿戴设备的普及,将其用于人体行为识别领域并从中解码出人类行为活动,对于健康监测、日常行为分析、智能家居等应用具有重要意义。然而,传统的动作识别算法存在特征提取困难、识别准确率较低等问题,并且均基于封闭集假设,即所有的训练数据和测试数据均来自同一个标签空间,而现实世界中大多都是开放集(Open-Set)场景,在测试阶段可能会将未知标签样本送入模型,从而导致分类错误。文中针对人体动作识别问题,提出了多通道自适应卷积网络(Multi-channel Adaptive Convolutional Network,MCACN),针对传统CNN网络特征提取仅局限于一个小范围内的问题,自适应卷积模块能够使用不同大小的卷积核提取不同时间跨度的特征,并自动计算权重求和。此外MCACN的多通道结构使各传感器数据得以分头进行处理,获得能够区分相近动作的特征细节。最后,设计了基于标签的多元变分自编码器,提出了用于开放集识别的模型MCACN-VAE。该模型能够通过计算重建误差来识别未知类,聚焦于已知类别动作,提高了模型的健壮性。实验结果表明,在封闭集实验中,MCACN模型能够有效地对动作进行识别,对7种日常动作的识别准确率均达到了91%以上,总体准确率达到了95%。在开放集实验中,MCACN-VAE在不同开放度下对于已知类别的总体识别准确率均达到了89%以上,对于未知动作片段的识别准确率也保持在75%以上,证明了所提模型能够有效拒绝未知类,识别已知类。

可穿戴设备在体育课后服务中的应用与影响研究

随着科技的日新月异,可穿戴设备如智能手环、运动手表、健康监测设备等,已经逐渐从科技前沿走进了大众的日常生活。它们凭借其便携性、实时反馈和数据分析等独特优势,在众多领域都展现出了极高的应用价值。特别是在体育教育领域,可穿戴设备的应用正逐渐成为一种趋势,其在体育课后服务中扮演的角色也日益凸显。本文将深入探讨可穿戴设备在体育课后服务中的应用及其带来的益处,同时也不回避其存在的问题,并提出相应的改进建议。

健康教练技术联合可穿戴设备对2型糖尿病患者糖脂代谢及自我管理行为的影响研究

背景2型糖尿病(T2DM)已成为当前全球面临的公共卫生负担,随着互联网和数字技术的迅猛发展,智慧服务模式在T2DM患者管理中发挥重要作用。目的探讨可穿戴设备联合健康教练技术在T2DM患者中的应用效果。方法选取2020年6月—2021年6月在南昌大学第二附属医院住院的315例T2DM患者为研究对象,依据随机数字表法将患者分为对照组、干预A组和干预B组,对照组实施基于毛细血管血糖监测的常规管理措施;干预A组采用可穿戴设备进行常规管理;干预B组采用可穿戴设备联合健康教练技术进行管理。比较三组干预前及干预后3、6、9、12个月时的血糖、血脂控制状况及自我管理行为上的差异。结果研究实施期间共失访15例,最终纳入分析的研究对象共300例,三组各100例。三组在餐后2小时血糖(2 hPG)、糖化血红蛋白(HbA_(1c))、低血糖发生次数、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、2型糖尿病自我管理行为(2-DSCS)和糖尿病患者自我管理行为(SDSCA)评分上干预方法与时间存在交互作用(P<0.05)。干预方法对低血糖发生例数、总胆固醇(TC)、HDL-C、2-DSCS和SDSCA评分主效应显著(P<0.05)。除低血糖发生次数之外,时间在各项指标上的主效应显著(P<0.05)。各组干预后3、6、9、12个月时的HbA_(1c)、空腹血糖(FBG)、2 hPG、TC水平低于同组干预前,2-DSCS评分及SDSCA评分高于同组干预前(P<0.05)。干预3个月后:干预B组低血糖发生次数低于干预A组和对照组;干预B组HDL-C水平、SDSCA评分高于对照组(P<0.05)。干预6个月后:干预B组2 hPG、TC水平低于对照组;干预A组和干预B组的HDL-C水平、2-DSCS评分、SDSCA评分高于对照组;干预B组SDSCA评分高于干预A组(P<0.05)。干预9个月后:干预B组FBG、2 hPG、TC水平低于对照组;干预B组FBG、2 hPG水平低于干预A组;干预B组HDL-C水平、2-DSCS评分、SDSCA评分高于对照组;干预B组2-DSCS评分、SDSCA评分高于干预A组(P<0.05)。干预12个月后:干预B组FBG、2 hPG、HbA_(1c)、TC、LDL-C水平低于对照组;干预B组FBG、2 hPG、HbA_(1c)水平低于干预A组;干预B组的HDL-C水平、2-DSCS评分、SDSCA评分高于对照组和干预A组(P<0.05)。结论可穿戴设备联合健康教练技术在改善T2DM患者糖脂综合控制状况、提高其自我管理能力具有短期及长期效果。

智能可穿戴设备BPMpathway在全膝关节置换术后患者居家康复中的应用效果

目的·评价基于智能可穿戴设备BPMpathway的居家康复方案在全膝关节置换(total knee arthroplasty,TKA)术后患者中的应用效果。方法·采用方便抽样法,选取苏州大学附属第四医院(苏州市独墅湖医院)和苏州大学附属第一医院骨科2021年4月—2022年12月收治的膝关节骨关节炎并接受TKA术的患者作为研究对象。按照患者入院顺序,将住院号尾数为奇数的患者纳入对照组,住院号尾数为偶数的患者纳入干预组。对照组患者给予常规居家康复训练方案,干预组在对照组的基础上实施基于BPMpathway的远程居家康复训练方案。分别于基线及术后1、3、6个月采用骨科患者功能锻炼依从性量表、美国特种外科医院膝关节评分表(Hospital for Special Surgery Scale,HSS)和36项简明健康状况调查表(36-item Short Form Health Survey,SF-36)对2组患者进行测评,同时测量患者的膝关节活动度。结果·最终纳入110例患者,其中对照组56例,干预组54例。2组患者的一般资料差异无统计学意义。2组患者基线时的膝关节活动度、HSS评分、SF-36评分差异均无统计学意义。重复测量方差分析结果显示:2组患者膝关节活动度、功能锻炼依从性评分、HSS评分及SF-36评分的组间效应、时间效应及交互效应均具有统计学意义(均P<0.05)。术后1、3、6个月干预组的膝关节活动度、功能锻炼依从性评分、HSS评分及SF-36评分均高于对照组(均P<0.05)。结论·医护人员基于智能可穿戴设备BPMpathway开展的远程康复训练方案,有助于提高TKA术后患者居家康复期间功能锻炼的依从性,改善膝关节活动度,促使膝关节功能恢复,提高其生存质量,对患者预后具有积极的作用。

柔性电子材料在可穿戴设备中的研究进展

在电子技术与现代纺织技术融合的背景下,更加柔性、传输信号更加灵敏精准、监控范围更加广泛的可穿戴设备成为研究热点,为此,研究人员着力于开发新型柔性电子材料。文章简要总结了可穿戴设备中所用新型柔性电子材料的研究进展,重点介绍了柔性传感材料、导电材料、供电材料的研究现状及发展方向,同时指出了目前柔性电子材料在制备过程及成品性能方面存在的不足及未来研究趋势。

基于可穿戴设备医用防护服微环境监测系统的研究

随着全球气温不断升高,生态环境不断变化,重大传染病疫情时有发生。个体防护装备是医护人员避免生物污染危害的直接防护屏障,但长期穿戴专业的医用防护服装备会导致体表温度升高、大量出汗、虚脱等状况。为此,基于一次性医用防护服设计一种监测系统,以实时监测一次性防护服内的温湿度、二氧化碳含量及穿着人员的心率和血氧饱和度等数据。针对穿戴者长时间在污染区域作业,与外界通信受限的问题,搭建物联网云平台并采用无线传输技术实现作业人员与后方控制人员的信息交互,提高了一次性防护服的安全性和控制能力。针对微环境的温湿度、二氧化碳浓度及人体的心率和血氧饱和度等设定不同的阈值,随着工作的进行,通过微环境参数的改变来触发报警系统。所设计的监测系统满足设备向小型化发展的要求,方便医护人员穿戴,且获取监测数据后能及时通过物联网上传。

健身智能可穿戴设备持续使用意愿研究

引入感知健康结果和社会比较倾向两个变量对期望确认理论模型进行拓展,来探索用户对健身智能可穿戴设备的持续使用意愿。通过对306名健身智能可穿戴设备用户进行调查,采用AMOS24.0对所构建的模型进行检验,显示:用户确认程度正向显著影响感知有用性、满意度和感知健康结果;用户感知有用性正向显著影响满意度,感知健康结果正向显著影响满意度和持续使用意愿;用户社会比较倾向正向显著影响感知健康结果,满意度正向显著影响持续使用意愿。由此认为,确认程度、感知有用性、感知健康结果是影响健身智能可穿戴设备用户满意度的重要前因变量,并对持续使用意愿产生间接影响;感知健康结果、满意度则是持续使用意愿的直接影响因素。在此基础上指出,企业要加强用户数据分析,强化健康结果反馈;注重专业性、科学性设计,提高用户满意度;注重细分市场,加强对不同用户群体期望功能的调研;注重游戏化设计,为用户搭建分享、竞争平台。

基于人工智能的可穿戴设备在心房颤动筛查中的应用

心房颤动(简称房颤)是最常见的心律失常,并可能引起多种并发症,因此需要借助精准医学方法来识别和加强房颤检测,从而实现及早诊断和治疗。基于人工智能的可穿戴设备对房颤患者的筛查与管理具有重要价值,本文综述了近年来这类设备应用于房颤筛查的相关文献。

数字赋能竞技体育的发展:可穿戴设备在运动训练中的SWOT分析

可穿戴设备在运动训练中的应用日益广泛和深入,为探究运动训练的生物学意义提供了一种更加便捷、科学的途径。研究发现,可穿戴设备在现阶段的使用中可以实时获得运动员的运动数据,教练员根据运动数据及时调整训练计划,提高训练效果;与此同时,可穿戴设备还存在测量误差、应用时采集的数据缺乏统一规范、可兼容互联少等问题。本文运用文献资料法、SWOT分析法,对可穿戴设备在运动训练中运用的优势、劣势、机遇和挑战进行分析,并提出相应建议,以期为数字赋能竞技体育提供参考。

可穿戴设备干预下八段锦对老年心衰患者的临床疗效观察

目的观察可穿戴设备干预下八段锦对老年心衰患者的临床疗效。方法选取2020年6月至2021年12月在上海中医药大学附属龙华医院心病科就诊的老年慢性心力衰竭60例患者为研究对象,采用简单随机法分为对照组和干预组,分别通过常规康复(标准化药物治疗与八段锦练习)和常规康复联合穿戴设备质控3个月。治疗前及治疗3个月后,对患者进行心肺运动试验,检测并记录心肺功能指标峰值摄氧量(VO_(2)peak)、无氧阈(VO_(2)@AT);同时检测患者治疗前后的左心射血分数(LVEF)、氨基末端脑利钠肽前体(NT-proBNP),并采用基于中国文化改良的明尼苏达质量评分表(C-M LHF)对患者生活质量进行评分。结果治疗后治疗组在峰值摄氧量(VO_(2)peak)、无氧阈(VO_(2)@AT)、左心射血分数(LVEF)、氨基末端脑利钠肽前体(NT-proBNP)、明尼苏达质量评分(C-M LHF)均优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。对照组在治疗3个月前后,峰值摄氧量VO_(2)peak、无氧阈VO_(2)@AT、NT-proBNP、C-M LHF比较,治疗后结果优于治疗前,差异有统计学意义(P<0.05),治疗前后LVEF无明显差异(P>0.05)。治疗组在治疗3个月前后,峰值摄氧量VO_(2)peak、无氧阈VO_(2)@AT、NT-proBNP、C-M LHF比较,治疗后结果优于治疗前,差异有统计学意义(P<0.05),治疗前后LVEF无明显差异(P>0.05)。结论在可穿戴设备干预下,以无氧阈强度心率为参考的目标心率范围的设定与监测可以有效做好运动强度的质控,有效提高老年心衰患者的峰值摄氧量(VO_(2)peak)、无氧阈(VO_(2)@AT)、左心射血分数(LVEF)、氨基末端脑利钠肽前体(NT-proBNP)、明尼苏达质量评分(C-M LHF)。

基于Citespace和VOSviewer对可穿戴设备应用于心房颤动领域的可视化分析

目的探讨可穿戴设备应用于心房颤动(房颤)领域的研究热点及趋势。方法将Web of Science核心合集数据库视为数据来源,利用CiteSpace和VOSviewer软件上对国家、机构、关键词等方面进行可视化分析。结果截止至2023年2月1日,共纳入文献267篇。Mcmanus,David D教授是发文量最多的作者,美国(106篇)和中国(45篇)是主要的研究国家,美国斯坦福大学是该领域发文量最多的机构,Circulation(循环)是重要的共被引期刊。通过对关键词进行可视化分析,体现可穿戴设备应用于房颤领域的研究热点有“对房颤的生物医学监测及管理”和“利用可穿戴设备对房颤进行大规模筛查”。研究重点从“房颤死亡率的研究”和“心脏再同步治疗”逐渐转向“健康管理与监测”。结论本研究通过分析可穿戴设备应用于房颤的研究现状和热点,说明可穿戴设备的应用已成为当前的趋势,在房颤“预防、发展、转复、康复”的管理发挥全程干预作用。需要对可穿戴设备进行更加深入的分析,以促进其对房颤患者的监测和管理,提高生活质量。

全民健身数智化转型背景下智能可穿戴设备用户数据隐私的保护

为优化智能可穿戴设备在全民健身数智化转型中的应用模式,系统梳理其在健身场景转换中的应用现状后发现,智能可穿戴设备在用户数据隐私的保护上存在数据分级保护机制难以落实、知情同意原则实质架空、用户数据隐私保护意识薄弱、传统数据隐私保护方式滞后等困境,并据此提出优化数据场景化分级保护机制、加强动态知情同意体系构建、完善隐私保护用户共治模式、改进隐私保护技术等数据隐私保护构想,进而推动全民健身数智化的规范有序发展。

可穿戴设备在肺癌患者中应用的范围综述

目的 对国内外可穿戴设备在肺癌患者中的应用进行范围综述,为可穿戴设备在肺癌患者中的应用提供借鉴。方法 以乔安娜布里格斯研究所范围综述写作指南为方法学框架,计算机检索PubMed、Embase、Web of Science、CINAHL、Cochrane Library、中国知网、万方数据知识服务平台、维普资讯中文期刊服务平台和中国生物医学文献数据库中的相关研究,检索时限为建库至2023年3月5日,对纳入文献分析讨论。结果 最终纳入20篇文献,肺癌领域中应用的可穿戴设备包括可穿戴跟踪器、可穿戴传感器、可穿戴加速度计、可穿戴活动记录仪、简化式计步器、可穿戴步态分析仪、指腕式振动血氧仪等,绝大多数为腕式商用级设备。测量指标主要包括7个方面:身体活动水平、睡眠质量、疲乏水平、情绪波动、疼痛水平、预后预测以及依从性,可穿戴设备应用于肺癌患者具有提高患者身体活动水平、运动依从性,改善焦虑情绪、睡眠质量及改善预后等积极应用效果。结论 可穿戴设备在肺癌患者中应用较广且能促进患者健康行为矫正,提高其生活质量,可用于测量肺癌患者健康数据以及监测患者健康趋势。未来开展相关研究时需选择肺癌患者适用性高的可穿戴设备,改造升级现有设备,完善研究不充分以及未涉略指标,加强佩戴过程中的情绪监测并进一步探究其积极应用效果及相关经济影响因素。

基于计划行为理论的中老年人可穿戴设备使用意愿模型构建

目的 基于计划行为理论探讨中老年人对可穿戴设备的使用意愿,为今后的干预措施提供依据。方法 根据计划行为理论基本框架,自行编制问卷,采用多阶段分层整群抽样方法选取南京市的中老年人进行问卷调查,应用结构方程模型开展数据分析。结果 共回收有效问卷288份。基于计划行为理论构建的模型可以解释中老年人对可穿戴设备使用意愿方差变异的56.3%。行为态度(路径系数=0.274,P<0.001)、主观规范(路径系数=0.304,P<0.001)和感知行为控制(路径系数=0.361,P<0.001)均对中老年人的可穿戴设备使用意愿有直接正向影响;主观规范(路径系数=0.114,P<0.001)和感知行为控制(路径系数=0.109,P<0.001)可以通过行为态度对使用意愿产生间接正向影响。结论 南京市中老年人对可穿戴设备的使用意愿较高。计划行为理论对中老年人可穿戴设备使用意愿具有较好的解释能力,可实施相关干预方案。

面向智能可穿戴设备的系统风险评估分析

现有的智能可穿戴设备普遍存在较多脆弱点,需要通过风险评估来科学判断其所面临的风险。当前智能可穿戴设备的安全风险评估方法多基于零散的脆弱点,没有充分考虑可穿戴设备应用场景的体系化特征,无法从整体上评估安全风险。因此,文章提出一种基于分层攻击路径图的可穿戴设备风险评估方法,该方法对可穿戴设备的脆弱性进行分类,绘制出多层脆弱性关系图,并在图中添加系统面临的直接威胁与数据资产目标,合并计算从直接威胁、外部脆弱性层、间接威胁、内部脆弱性层到攻击目标的攻击路径,进行风险评估。与传统方法相比,文章所提方法在风险评估过程中充分考虑了系统架构的特点,可以更方便、准确地评估风险,且有助于发现系统安全的瓶颈,并评估应对措施的效果。

基于区块链和聚合签名的可穿戴设备数据共享方案

可穿戴设备可以收集并共享数据来为健康监测、医学研究等提供帮助。区块链具有去中心化和不可篡改性,保证了共享数据在存储中的安全性,然而,在数据传输过程中仍面临潜在攻击者篡改伪造数据的问题。针对上述问题,提出了一种星际文件系统(interplanetary file system, IPFS)结合区块链的架构以提升区块链效率,解决存储空间不足问题;设计了一种基于椭圆曲线的无证书无配对聚合签名方案,在数据上链前对其进行签名,实现了高效安全的数据传输。安全性分析证明所提签名方案可以防范大部分攻击;性能分析表明该方案相较于现有方案具有更低的计算开销和通信开销。