Alt i håndleddet: Wearables hjelper til med å behandle sykdommer, funksjonshemming

Å lide av et slag kan endre hvordan kroppen din fungerer på rare måter. Kanskje du plutselig ikke kan løfte beinet slik du gjorde noen uker før, eller armen ser ikke ut til å strekke seg skikkelig ut. Det er forskjellig for hvert tilfelle.

Å komme seg etter disse funksjonshemmingene kan være en vanskelig prosess. En pasient må ikke bare slite med sine svekkelser, men også overbevisningen om å overvinne dem. På sykehuset veileder terapeuter rehabiliterende pasienter gjennom intense treningsplaner, men etter å ha blitt sendt hjemme vil pasienter ikke bli overvåket så nøye og slutter ofte å bruke funksjonshemmede lemmer, og favoriserer sunnere kroppsdeler i stedet. Dette resulterer ofte i mer tapt funksjonalitet.

Leger har lenge vært forvirret over hvordan de effektivt kan hjelpe pasienter som ikke er på eksamensrommet eller rehabiliteringsklinikken. Forskere og programmerere utvikler nå en ny generasjon av wearables som kan overvåke, oppmuntre og til og med behandle personer som lider av kroniske nevrologiske lidelser som hjerneslag, cerebral parese og epilepsi, så vel som de essensielle skjelvingene som følger med Parkinsons Sykdom.

Øvelse gjør mester

Rundt 2015, Belén Rubio Ballester, en forsker ved Spanias IBEC Institute for Bioengineering i Catalonia (IBEC), fiksert på en spesifikk utfordring for pasienter som blir friske etter hjerneslag: Bruk den eller mist den.

"Du øver, du lærer - hvis du slutter å øve, mister du ferdighetene dine," sier Ballester. "Vi ser dette overalt, enten du spiller et instrument eller i sport. Hjerneslagpasienter kan på samme måte miste noen motoriske funksjoner."

Det er vanlig at rehabiliteringspasienter favoriserer sine sterkere muskler, vanligvis til skade for svekkede fingre, hender og ben. For å bøte på dette, lanserte Ballester et piloteksperiment for å se om en klokkelignende wearable koblet til en smarttelefon kan påvirke pasientens atferd. Forsøkspersonene ble utstyrt med en armbåndlignende prototype som surret en gang i timen for å minne slagrammede om å bruke armer, og en app installert på en sammenkoblet telefon sjekket for bevegelse som bekreftet at pasienten faktisk fulgte råd. Det var en liten studie som overvåket bare fire traineer over fem dager, men resultatene var konsistente: Techno-dyttet hjalp.

I mars lanserte det samme teamet en oppfølgingsstudie som lover å bli et av de største eksperimentene av sitt slag, trening og sporing av 100 tilfriskende slagpasienter med en kombinasjon av smarttelefoner og Android Bruk klokker.

I likhet med de originale hjemmelagde armbåndene, vil Android-klokkene surre en gang i timen for å minne pasientene om ikke å glemme at de trenger å trene sine svekkede lemmer. Studiedeltakere vil også kunne se bruken deres kvantifisert på sammenkoblede smarttelefoner. De Android Bruk gyroskop gjør det lettere for forskerne å spore typen bevegelser. Hver pasient vil bli bedt om å tegne sirkler regelmessig for å sjekke flyten til gesten.

Å bruke Android Wear er mer et praktisk valg enn teknisk preferanse. Android klokker har en tendens til å være billigere enn Apple eller annet sammenlignbart utstyr, og siden forskerne ikke tilbyr telefoner, satser de på pasienter som eier kompatibelt utstyr.

Ballester prosjekter innledende data for studien vil være tilgjengelig innen desember 2020. IBEC-teamet planlegger også å spore pasientene etter at de har sluttet å bruke klokkene for å sjekke om vanene utviklet av de tilbakevendende lydene vil holde seg. De fullstendige resultatene skal være ferdige i midten av 2021.

Wearables for å overvåke nevrologiske lidelser

På den andre siden av Atlanterhavet bruker Rutgers University-professor Jean-Francois Daneault wearables, telefoner og robotikk for å overvåke og behandle pasienter med en rekke nevrologiske lidelser, inkludert hjerneslag, cerebral parese og essensielle skjelving. I 2019 vant han en stipend på 400 000 dollar fra National Institutes of Health for å utvikle en plattform som vil spore pasienter over lange perioder for å hjelpe med å diagnostisere disse svekkelsene.

"Mange av disse plagene har overlappende symptomer," sa Daneault. "Leger som ikke er spesialister kan ha vanskelig for å identifisere forskjellene mellom sykdommene." En godt tilpasset wearable, i kombinasjon med en smarttelefon-app, kan fange opp de ofte umerkelige symptomene som gir en lege den nødvendige statistikken for å gjøre en informert diagnose.

Plattformen vil også potensielt bli brukt til å måle hvordan symptomene kan endre seg over måneder og år. "Folk kan bare se nevrologene eller legene sine en eller to ganger i året, i en begrenset periode, så det kan være vanskelig å vite hvordan de har det," sier Daneault. En gjennomarbeidet app kan fortelle en lege om en medisin virker eller om behandlingen må justeres.

"Det er veldig få spesialister, og de er alltid booket," sier han, og understreker behovet for mer overvåking av pasientens plager.

Selv om Denault prøver å bygge en plattform som kan fungere med Android Wear, Apple-klokker og Fitbits, kan den håndleddsslitte teknologien måle mer enn bare arm- og håndhandlinger. Gangen kan også spores med en bærbar eller en smarttelefon plassert i en lomme.

En av de store utfordringene med å lage en plattform som fungerer med flere wearables er å forstå de små forskjellene mellom gyroskopene og akselerometrene som er innebygd i hver. Daneault innser de praktiske utfordringene en slik plattform må overvinne: Appen må plukke gjennom et vell av data og analysere den mest relevante informasjonen, og også finne måter å integrere det som er lært i en rekke digitale helse systemer.

Forskere utvikler parallell teknologi og funksjonalitet ved en rekke skoler, sykehus og institusjoner. Leger ved Cleveland Clinic bruker iPader å måle balansen til multippel sklerose (MS) pasienter. En A.I. ekspert ved Massachusetts Institute of Technology utviklet en smartklokke som kan se etter tegn på epilepsianfall og forutsi utbruddet før de oppstår. Det er til og med et Google X-prosjekt som bruker Fitbits for å spore progresjonen til MS-symptomer.

Ikke alle disse prosjektene er klare for beste sendetid, men US Food and Drug Administration (FDA) har allerede godkjent noen få wearables som kan overvåke og behandle nevrologiske problemer, og de er nå kommersielt tilgjengelig. Embrace wearable, for eksempel, er et armbånd som monitorer bærere for stress og potensielle anfall. En enhet kalt Trio, derimot, leverer perifer nervestimulering for å lindre symptomene på essensiell tremor. En klinisk studie av enheten viste at bruk av den reduserer mengden håndristing, ofte forårsaket av Parkinsons sykdom, innen tre måneder.

Slike produkter er bare de tidlige tegnene på hvordan behandlingen av nevrologiske lidelser er i ferd med å endre seg radikalt.

"Fremtiden for motorisk rehabilitering er ikke på sykehuset," sier IBEC-forsker Ballester. «Du vil at pasienter skal reise hjem så snart de føler seg trygge og vil, og ting forberedes hjemme. Men du vil ikke miste oversikten over dem. Du vil ha rehabilitering innebygd i livet. Hvis det ikke er det, vil det ikke bli vedlikeholdt... Det er derfor jeg ser rehabilitering i pasientens liv. Ikke på sykehuset.»