Allt i handleden: Wearables hjälper till att behandla sjukdomar, funktionshinder

Att drabbas av en stroke kan förändra hur din kropp fungerar på konstiga sätt. Kanske kan du plötsligt inte lyfta benet som du gjorde några veckor innan, eller så verkar din arm inte sträcka ut ordentligt. Det är olika för varje fall.

Att återhämta sig från dessa funktionsnedsättningar kan vara en mödosam process. En patient måste inte bara kämpa med sina funktionsnedsättningar, utan också övertygelsen om att övervinna dem. På sjukhuset coachar terapeuter rehabpatienter genom intensiva träningsscheman, men efter att ha skickats hem, patienter kommer inte att övervakas så noga och slutar ofta använda funktionshindrade lemmar, vilket gynnar friskare kroppsdelar istället. Detta resulterar ofta i mer förlorad funktionalitet.

Läkare har länge varit förbryllade över hur man effektivt kan hjälpa patienter som inte är i undersökningsrummet eller rehabkliniken. Forskare och programmerare utvecklar nu en ny generation av användbara

som kan övervaka, uppmuntra och till och med behandla människor som lider av kroniska neurologiska störningar som stroke, cerebral pares och epilepsi, såväl som de väsentliga skakningar som kommer med Parkinsons Sjukdom.

Övning ger färdighet

Runt 2015, Belén Rubio Ballester, forskare vid Spanien IBEC Institute for Bioengineering i Katalonien (IBEC), fixerad vid en specifik utmaning för patienter som återhämtar sig från stroke: Använd den eller förlora den.

"Du övar, du lär dig - om du slutar träna tappar du dina färdigheter", säger Ballester. "Vi ser det här överallt, oavsett om du spelar ett instrument eller i sport. Strokepatienter kan på liknande sätt förlora en viss motorisk funktion."

Det är vanligt att rehabpatienter gynnar sina starkare muskler, vanligtvis till nackdel för försvagade fingrar, händer och ben. För att råda bot på detta lanserade Ballester ett pilotexperiment för att se om en klockliknande bärbar enhet kopplad till en smartphone kan påverka patientens beteende. Försökspersonerna försågs med en armbandsliknande prototyp som surrade en gång i timmen för att påminna strokedrabbade om att använda sina armar och en app installerad på en parad telefon kontrollerade för rörelser som bekräftade att patienten faktiskt följde råd. Det var en liten studie som bara övervakade fyra praktikanter under fem dagar, men resultaten var konsekventa: Technonudgen hjälpte.

I mars lanserade samma team en uppföljningsstudie som lovar att bli ett av de största experimenten i sitt slag, tränar och spårar 100 tillfrisknande strokepatienter med en kombination av smartphones och Android Bär klockor.

I likhet med de ursprungliga hemodlade armbanden kommer Android-klockorna att surra en gång i timmen för att påminna patienterna om att inte glömma att de behöver träna sina nedsatta lemmar. Studiedeltagare kommer också att kunna se sin användning kvantifierad på parade smartphones. De Android Använd gyroskop gör det lättare för forskarna att spåra typen av rörelser. Varje patient kommer att bli ombedd att regelbundet rita cirklar för att kontrollera flödet av gesten.

Att använda Android Wear är mer av ett praktiskt val än tekniska preferenser. Android klockor tenderar att vara billigare än Apples eller annan jämförbar utrustning, och eftersom forskarna inte tillhandahåller telefoner, satsar de på patienter som äger kompatibel utrustning.

Ballesters inledande data för studien kommer att finnas tillgängliga i december 2020. IBEC-teamet planerar också att spåra patienterna efter att de har slutat bära klockorna för att kontrollera om de vanor som utvecklats av de återkommande surrarna kommer att hålla sig. De fullständiga resultaten bör vara klara i mitten av 2021.

Bärbara för att övervaka neurologiska störningar

På andra sidan Atlanten använder professor Jean-Francois Daneault vid Rutgers University wearables, telefoner och robotik för att övervaka och behandla patienter med en rad neurologiska störningar, inklusive stroke, cerebral pares och väsentliga darrning. 2019 vann han en 400 000 $ bidrag från National Institutes of Health för att utveckla en plattform som kommer att spåra patienter under långa perioder för att hjälpa till att diagnostisera dessa funktionsnedsättningar.

"Många av dessa åkommor har överlappande symtom," sa Daneault. "Läkare som inte är specialister kan ha svårt att identifiera skillnaderna mellan sjukdomarna." En välinställd bärbar, in kombination med en smartphone-app, kan fånga de ofta omärkliga symtom som ger en läkare nödvändig statistik för att göra en informerad diagnos.

Plattformen kommer också potentiellt att användas för att mäta hur symtom kan förändras under månader och år. "Människor kanske bara träffar sina neurologer eller läkare en eller två gånger om året, under en begränsad tid, så det kan vara svårt att veta hur de mår", säger Daneault. En välgjord app kan berätta för en läkare om en medicin fungerar eller om behandlingen behöver anpassas.

"Det finns väldigt få specialister, och de är alltid bokade", säger han och understryker behovet av mer övervakning av patientbesvär.

Även om Denault försöker bygga en plattform som kan fungera med Android Wear, Apple-klockor och Fitbits, kan den handledsburna tekniken mäta mer än bara arm- och handåtgärder. Gången kan också spåras med en bärbar dator eller en smartphone placerad i en ficka.

En av de stora utmaningarna med att skapa en plattform som fungerar med flera bärbara enheter är att förstå de små skillnaderna mellan gyroskopen och accelerometrarna som är inbäddade i varje. Daneault inser de praktiska utmaningarna en sådan plattform måste övervinna: appen kommer att behöva plocka igenom en mängd data och analysera den mest relevanta informationen och även hitta sätt att integrera det som lärs i många digitala hälsa system.

Forskare utvecklar parallell teknik och funktionalitet vid många skolor, sjukhus och institutioner. Läkare vid Cleveland Clinic använder iPads för att mäta balansen hos patienter med multipel skleros (MS). En A.I. expert vid Massachusetts Institute of Technology utvecklat en smartklocka som kan leta efter tecken på epilepsianfall och förutsäga deras början innan de inträffar. Det finns till och med ett Google X-projekt som använder Fitbits för att spåra utvecklingen av MS symtom.

Alla dessa projekt är inte redo för bästa sändningstid, men U.S. Food and Drug Administration (FDA) har redan godkände några bärbara enheter som kan övervaka och behandla neurologiska problem, och de är nu kommersiellt tillgängliga. Embrace wearable är till exempel ett armband som övervakar bärare för stress och potentiella anfall. En enhet som kallas Trio, å andra sidan, ger perifer nervstimulering för att lindra symptomen på essentiell tremor. En klinisk studie av enheten visade att användningen av den minskar mängden handskakning, ofta orsakad av Parkinsons sjukdom, inom tre månader.

Sådana produkter är bara de tidiga tecknen på hur behandlingen av neurologiska störningar är på väg att radikalt förändras.

"Framtiden för motorisk rehab ligger inte på sjukhuset", säger IBEC-forskaren Ballester. ”Man vill att patienterna ska gå hem så fort de känner sig trygga och vill, och saker förbereds hemma. Men du vill inte tappa reda på dem. Du vill ha rehab inbäddad i livet. Om det inte är det kommer det inte att upprätthållas... Det är därför jag ser rehab i patientens liv. Inte på sjukhuset."