多发性硬化症国际

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多发性硬化症国际/2018年/文章

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体积 2018年 |文章的ID 7627643 | https://doi.org/10.1155/2018/7627643

Renata Conforti Maddalena Sparaco,路易吉Lavorgna, Gioacchino泰德,西蒙娜Bonavita, 可穿戴设备在多发性硬化的作用”,多发性硬化症国际, 卷。2018年, 文章的ID7627643, 7 页面, 2018年 https://doi.org/10.1155/2018/7627643

可穿戴设备在多发性硬化的作用

学术编辑器:布鲁诺•布罗谢
收到了 2018年5月31日
接受 2018年9月16日
发表 2018年10月10日

文摘

多发性硬化(MS)是最常见的神经系统疾病在年轻的成年人。步行障碍的患病率与女士(pwm)估计在41%和75%之间。评估在pwm行走能力,病人报告结果(优点)和基于性能的测试(即。,the 2-minute walk test, the 6-minute walk test, the Timed 25-Foot Walk Test, the Timed Up and Go Test, and the Six Spot Step Test) could be used. However, some studies point out that the results of both performance-based tests and objective measures (i.e., by accelerometer) could not reflect patient reports of walking performance and impact of MS on daily life. This review analyses different motion sensors embedded in smartphones and motion wearable device (MWD) that can be useful to measure free-living walking behavior, to evaluate falls, fatigue, sedentary lifestyle, exercise, and quality of sleep in everyday life of pwMS. Caveats and limitations of MWD such as variable accuracy, user adherence, power consumption and recharging, noise susceptibility, and data management are discussed as well.

1。介绍

多发性硬化(MS)是一种多因子的中枢神经系统脱髓鞘疾病,是最常见的神经系统疾病在年轻的成年人,通常发生在20到40岁之间,尤其是在女性(1,2]。它的特点是一个大范围的症状和体征,包括几个功能系统(锥体、小脑、感觉、脑干、肠和膀胱、视觉、心理、和移动)(3]。特别是,痉挛状态、疲劳、肌肉无力、平衡问题,和异常行走力学负责运动功能障碍的影响,可能包括上、下肢;因此功能独立性和MS患者的生活质量(pwm)不可避免地受到影响4- - - - - -6]。

步行障碍的患病率之间的女士估计41%7)和75% (8]。移动有一个突出的作用的评价得分医学相关残疾规模扩大残疾状态(eds) [3),病人确定疾病的步骤(广泛性成长障碍)9,10),时间25英尺走测试(T25FW)包括在功能性复合女士11]。此外,在pwm几个测试已经开发评估行走耐力,等两分钟步行测试(12),6分钟步行试验(6 mw) (13等)、稳定时间去测试(14,6点一步测试(15]。然而,行走测试有一些缺点,确实评估步行距离,速度和耐力,需要一个适当的物理空间和训练有素的神经人员(16]。

这些测试的另一个重要限制是,他们不代表患者在现实世界的表现。评估行走能力在日常生活中,病人报告结果(优点;即。,12-Item Multiple Sclerosis Walking Scale, MSWS-12 [17)可以使用;然而,专家之间的相关性,行走测试,客观的绩效指标是一个强烈争论的主题。事实上,两种绩效测试的结果(18(即)和客观的措施。,通过加速度计)19)不能反映对行走性能优点。因此,客观的措施获得日常所需监控女士对病人的日常生活的影响。

综述我们旨在考察不同的运动可穿戴设备(随钻测量),评估其使用pwm,突出其优势和局限性。

2。运动可穿戴设备(随钻测量)

在过去几年,“卫生技术”的大发展20.,21)使其使用病人的日常生活,原因有很多:易于使用,可靠性,广泛的可用性,不干扰监测,并支持不同的操作系统。

如今,随钻测量提供的可能性评估几个参数:范围的运动,一天米或数量的步骤,步行速度,燃烧卡路里,心率,睡眠时间也对身体活动的反馈(PA) (22- - - - - -24]。这些设备提供持续的监控家里的机会(25- - - - - -29日很长一段时间(数周、数月或数年);因此他们可以用来衡量客观结果(26- - - - - -28]。智能手机和随钻测量还可以自动记录用户交互和收集连续高密度数据。他们的网络连接和存储数据的能力可以提高效率比其他间歇和有限的方法(26),如调查问卷和传统的计步器。特别是不同类型的运动传感器,比如计步器、加速度计、陀螺仪、倾斜、传感器、控制和多传感器嵌入到智能手机和随钻测量(30.]。

计步器是每天用于测量步骤的数量;因此机械计步器称为“一步柜台。”They are the simplest wearable sensors to measure human motion, detecting the impact produced by steps using a spring-loaded mass or other switch mechanism. However, pedometers cannot record movement intensity, resulting in inaccurate evaluation of energy expenditure [31日),虽然新计步器可以克服这个问题。最近,一个受欢迎的PA自我监控方法是由加速度计的使用。这些传感器测量加速度(速度变化在时间跨度)的对象在运动参考轴(单、双和triaxis传感器)。加速度可以记录人类运动的强度和频率。这些措施可以用来获取信息的速度和位移,将加速度计数据与时间。加速度计的共同原则是基于机械传感元件,由质量证明(或地震质量)连接到一个机械悬架系统相比,一个参考框架。证明质量将惯性加速度或重力,根据牛顿第二定律;因此位移的证据质量可以用来测量加速度(32,33]。

从历史上看,加速度计输出已被接受作为一个衡量PA在健康的人34,35),最近这个设备被应用到评估也患有一种疾病。尤其是加速度计可以提供客观的现实措施走患有神经系统疾病(36]。

在女士,最近的一个评论37),基于32篇文章,报告,单轴加速度计是最受欢迎的工具(68%)客观考评的测量。计步器(14%)和多传感器系统(3%)是第二和第三。最常见的活动每天计数(收购措施n=每天21个研究)和步骤(n= 11个研究)。

步态运动学障碍,甚至在女士的早期阶段,会影响正常的正弦垂直位移在移动身体的中心,也就是信号探测到一种加速度计。这突显出步行移动变化不一定影响PA (38]。

措施获得的加速度计所穿的pwm在7天时间内相关分数在MSWS-12, 6 mw T25FW [38- - - - - -40)、eds和广泛性成长障碍(41),行走的氧气成本(42和步态参数43),如速度、节奏、时间步,时间步长,在双或单支持41]。短时间,措施获得的加速度计穿4 - 7天时间相关eds和Rivermead流动性指数评分(44,45]。

步骤的数量/天日常生活的测量提供了一种可靠和有效的步行行为[女士46)作为两次试验法的可靠性证明了超过两周时间跨度(47]。

一点改变广泛性成长障碍和10点MSWS-12变化可以检测到每天779步的临床有意义的改变(14%的平均评分样本女士)[48]。

人口统计学和临床特征的pwm采取更少的步骤/天运动设备对应于男性,失业,< 13年的教育,进步的女士,更高水平的残疾,和疾病持续时间较长的49]。

随钻测量也可能用于调查落在pwm发生。担心摔倒可能诱导减少PA;事实上大约64%的pwm下降的担心,那些个人,83%报告减少PA (50]。

通过使用一个加速度计,它已被证明在一脉宽调制,与自我报告的下降,比那些不采取更少的步骤参考下降(3510与4940步/天;P< 0.05)。然而,如果控制了残疾,没有显著区别那些秋天和那些不(4092与4373步/天;P> 0.05)(51]。

然而,获得的数据质量可能的重力感应器应该被测试,因为“相声”可穿戴设备倾斜时,碰巧落。提高加速度计数据质量可能达成的一个自适应滤波器应用在动态测量骨盆影响模式。此外,利用陀螺的修正和扩展滤波器阈值的频率可以提高可穿戴设备精度(归一化均方根误差:≤4.4%)。pwm现在大大增强骨盆影响范围来补偿他们的下肢无力和关节挛缩;因此可视化骨盆左右不对称的pwm可以更好的理解他们的机动性损伤康复和规划项目减少跌倒的风险(52]。

随钻测量还可以度量不活动时间,可以检测到姿态传感器以加速度计与重力组件或通过身体的面积的对齐(即骨盆周围的区域。、骨盆对齐是不同的根据站,坐着,或者说谎)。另一种方法是通过测量活动时间压力传感器位于一个袜子,鞋,或椅子。当传感器被放置在一个袜子或鞋子,站的位置增加压力的坐姿使减少的压力传感器。当传感器位于一把椅子,有相反的机制:当用户坐着,压力传感器是活跃的,当他们站起来,传感器是不活跃的53]。传感器的应用是非常有用的在脉宽调制;事实上他们比健康的人更活跃,他们有一个久坐不动的生活方式。夫人等人描述减少PA诊断后由pwm(38%的参与者停止PA),特别是对于疾病的原因(54]。

有限不可能不利于残疾人发展,流动性,生活质量,步态表现,稳定,和肌肉力量55,56]。相反,运动疗法已被证明改善运动障碍(57症状管理,并积极影响通过对疲劳,有益的影响痉挛状态,流动性,抑郁,和痛苦58]。事实上,pwm参考受益于PA确诊后,喜欢个人练习而不是集体活动(54]。

Cochrane综述运动疗法的效果(耐力训练、肌肉力量训练、面向任务的训练,混合训练,或者“其他”,例如,瑜伽)相关疲劳女士描述了积极重要的影响的耐力训练,混合训练,或“其他”运动疗法(如瑜伽)相比没有爸爸。然而,有人建议,运动疗法对疲劳的影响可能不同人之间,可能取决于刺激运动的类型59]。

根据这些证据,telerehabilitation干预正在开发。智能手机应用程序(TeleCoach女士)pwm允许远程控制(通过设备的集成加速度计和日常支持政府)和telecoaching(激励信息、建议和设置目标随着PA),旨在加强自我管理,提高PA水平,改善疲劳pwm (60]。

因此,通过收购数据与新技术设备,就可以定义一个单独的培训,考虑的步骤数天,步行速度和其他特定的参数。

数字卫生干预措施(济)可以用来促进健康行为和改善结果在慢性疾病的人61年];在济女士似乎是有益的在促进PA (62年- - - - - -64年]。

此外,在脉宽调制,以及在一般人群中,不活动会增加并发症的风险(例如,高胆固醇血症、高血压、肥胖和2型糖尿病),可能有不利影响残疾进展(65年]。

在一般人群中,随钻测量可以用来降低久坐不动的生活方式(53]通过几个方式:提供刺激达到一个目标,一个警告,当人不移动或振动反馈很长一段时间,激励,游戏化,或通过社交网络促进同行之间的竞争。特别是,这些设备具有目标设定功能和定制的类型和时间的反馈,根据年龄、性别、习惯和生活方式,他们可以被用户修改,如果有必要;此外,一些设备的进展的日记向一个用户定义的目标。通过这种方式,人们刺激移动;事实上,个人使用计步器提高PA 26.9%从基线活动水平66年]。pwm相当容易使用技术,尤其是应用于健康。一项调查表明,93%的pwm使用互联网比一般人口的75% (67年)和近90%的pwm感兴趣的在线信息维护一个健康的生活方式68年]。在一个最近的项目中,248名被试的PatientsLikeMe[在线平台69年)穿着一件设备,平均18.2天21天的学习时间(87%的依从性),平均每天4671步走去。的研究中,191名参与者对poststudy调查:88%确认设备是易于使用和融入他们的日常工作;83%的兴趣继续使用后的设备研究;和68%相信的设备将是有用的自我管理,因此有可能将这些技术与日常生活的pwm为了测量和提高PA,改善日常生活方式,并帮助康复训练。

随钻测量也其他生物传感器,不同的目的,如生命体征监测,尤其是心率监测,或sleep-devices描述时间和破坏性的模式或宁静的睡眠。虽然失眠发生在超过40%的pwm,普通人群的10% - -15%相比,只有少数研究调查使用睡眠设备研究睡眠的质量和数量在pwm突出一些特性之间的相关性的睡眠和疲劳,PA,修改一些疾病治疗的效果(70年- - - - - -73年]。

据我们所知,随钻测量来评估地震pwm还没有被使用。然而,一些研究表明,这些技术可以用来评估特发性震颤(ET) [74年,75年)和地震在帕金森病76年]。特别是,协调好之间的相关性随钻测量输出(穿最胆小的手腕)和临床震颤评分Fahn-Tolosa-Marin震颤评定量表()被发现在等的人74年]。在同一组病人,finger-to-nose机动(动力地震检测)之间不存在相关性随钻测量输出和临床分数。这些差异,根据不同形式的随钻测量应用程序中,可能是由于不同的策略选择等完成患者手指鼻子任务(不同速度的运动,不同的活动范围,等等)。在这个角度看,动能震颤的评价,在pwm最常见,可能与这些设备不完全可靠。

一个新兴替代可穿戴设备可能由non-wearable传感器,定义环境测量系统(研究院)。研究院是设备,放置在一个顶级货架在病人的房子,光学传感器测量和解释人类运动的同时获得病人的活动信息和对周围环境(环境),在正常的日常活动。在微软研究院的应用,虽然有前途,还几个限制因此需要进一步技术开发(16]。

3所示。限制

尽管这些数字设备被证明是有用的在pwm的评估和管理他们仍有一些局限性,包括(a)变量精度取决于传感器的类型,位置在身体表面,在移动和异常运动残疾;(b)用户依从性(例如,通过遗忘或不);(c)功耗和充电;(d)噪声敏感性(例如,由于放置或环境);和(e)数据管理(77年]。

先前的研究[78年]表明降低pwm传感器精度水平较高的残疾。尤其是加速度计高精度测量步骤在舒适的步行速度和快步行速度条件下,但变量精度较慢的走路速度条件下,特别是在有严重残疾的pwm(如共济失调或痉挛步态)。因此,新型传感器在轻微行走障碍者应做精度扩展应用程序之前患有更严重的残疾。

不同的智能手机应用程序和随钻测量的准确度和精密度在跑步机上走路时测量步骤,进行评估考虑身体区域设备也是穿(戴waist-worn,智能手机应用程序)。结果表明,设备基于waist-worn三轴加速度计是最精确和准确的传感器(79年,80年因为腰部整个人体的重心。这意味着加速度来衡量单个传感器在这个位置可以更好地代表了主要的人类运动。此外,waist-placement导致肢体动作更少约束和不适可以最小化。根据加速度从waist-worn加速度计测量,可以分类的一系列基本的日常活动,包括步行、姿势和活动转换(81年- - - - - -83年]。

用户坚持是另一个重要的问题在使用传感器来监测走在日常生活;确实可能错误的描述真正的活动由于罕见或零星的使用可能发生(84年]。此外,在爸爸一天比一天高可变性,所强调的一些研究表明,活动模式可以根据不同的星期和病人的人口统计特征(85年]。诺里斯et al。86年),使用这种方法检查可靠性系数从随机两天到7天平均水平,发现任何随机的最低为期两天的观察需要计算一个可靠的意思是每日独立行走的步数。然而,这项研究是在一个相对比较小的样本进行的较低的pwm残疾。类似的研究报道在进行二次分析pwm注册从PatientLikeMe平台:平均2天的步骤计算提供了一个适当的水平的可靠性(组内相关系数,ICC,≥0.7),变成了一个非常高水平的可靠性0.9 (ICC)考虑一周平均数据(87年]。

减少错误的描述真正的活动由于罕见或零星的使用可以采用多个数据管理规则:不包括数据高于阈值的使用的设备(例如,≥3天/周,≥8小时/天),消除异常数据,并使用多个天平均值提高可靠性系数(85年]。

此外,提高性能的观察可穿戴设备的另一个重要作用被认为是一个积极的因素,激励PA,或消极,因为霍桑效应(88年),可能会影响人们来修改他们的行为的意识被观察到。从这个角度看获得的参数可能不定义衡量真正的日常活动。

一个讨论议题可穿戴技术的发展和传播是可靠性、隐私和安全的数据。这些设备获取和存储一些信息:地理位置、生活习惯、心率、睡眠时间、日常PA,账户密码和谈话,图片,等等。在全球范围内,可穿戴技术监管过程中虽然有一些国家没有监管框架,而其他国家胚胎监管体系(89年,90年]。

4所示。讨论和结论

综述报告状态的艺术使用的随钻测量女士,解释他们的角色和可靠性检测症状和体征。考虑运动损伤的重要性在减少功能独立性和pwm的生活质量恶化,随钻测量可能是有用的工具来衡量生活无拘束的步行行为,评价功能pwm的日常生活,如下降,疲劳,久坐不动的生活方式,运动疗法、睡眠质量。

本文分析了pwm也倾向于使用卫生技术。这些设备,虽然使用方便,可靠,广泛使用,并支持不同的操作系统,也有一些警告和限制:变量精度(例如,类型的传感器,位置在身体上,在移动和异常运动由于残疾);用户依从性(例如,通过遗忘或不);功耗和充电;噪声敏感性(例如,由于放置或环境)数据管理(如可靠性、隐私和安全)。

克服这些警告和限制未来的研究计划和应用程序的开发的标准化协议女士将有用的改善和统一的女士通过不同病人的管理中心。

的利益冲突

作者声明没有利益冲突与当前的工作。

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