Wearable device technology in medicine: health tracking and disease prevention

UDC 61
Publication date: 02.06.2024
International Journal of Professional Science №6-2-2024

Wearable device technology in medicine: health tracking and disease prevention

Технологии носимых устройств в медицине: отслеживание здоровья и предотвращение заболеваний

Sitnikova O.K.
Pronkin N.N.,
1. Sechenov First Moscow state medical University of the Ministry of health of the
Russian Federation, 3th Grade.
2. PhD, associate Professor – Sechenov First Moscow state medical University of the Ministry of health of the Russian Federation (Sechenov University).


Ситникова О.К.
Пронькин Н.Н.

1. ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации
(Сеченовский Университет), 3 курс.
2. к.э.н, доцент – ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации
(Сеченовский Университет).
Аннотация: В статье рассмотрен потенциал носимых медицинских устройств в современном здравоохранении. Описывается их использование для мониторинга здоровья, фитнеса и домашнего ухода, а также подчеркивается их вклад в улучшение качества жизни и эффективность медицинского обслуживания. Обсуждаются преимущества и ограничения по применению и приведены реальные примеры использования носимых девайсов.

Abstract: The article discusses the potential of wearable medical devices in modern healthcare, describes their use in health, fitness, and home care monitoring and their contribution to improving quality of life and the effectiveness of health care. Also, it highlights the advantages and limitations of application and gives real examples of the use of wearable devices.
Ключевые слова: носимые устройства, девайсы, электроника, портативные устройства, мониторинг

Keywords: wearable devices, devices, electronics, portable devices, monitoring.


Введение. По мере развития информационных технологий и увеличения продолжительности жизни населения с последующей распространенностью хронических заболеваний возрастает интерес к инструментам, способным обеспечить дистанционный контроль здоровья пациентов, предупреждение болезней и профилактические меры.

Последние годы все большую популярность приобретают различные медицинские носимые устройства, позволяющие мониторить состояние и отслеживать те или иные параметры организма для последующего анализа и принятия медицинских решений [1]. Этот тренд отражает стремление общества к более эффективному управлению собственным здоровьем и улучшению качества жизни.

Актуальность. Технологии портативных устройств являются очень прогрессивным направлением в медицине. Исследование, проведенное канадско-индийской компанией по анализу торговли “Precedence Research”, выявило впечатляющий рост мирового рынка [2]. Согласно их данным, в 2024 году объём глобального торговли носимой медицинской электроники составляет более 46 миллиардов долларов США, а к 2032 году прогнозируется, что эта цифра увеличится почти в семикратном размере, тем самым подчеркивая значимость и перспективность данного сегмента (рис 1).

Рис. 1 Мировой рынок носимых медицинских устройств 2022-2032 гг. (в млрд. долларов США)

Такие технологии, как фитнес-браслеты, умные контактные линзы или датчики, подключенные к мобильному приложению, становятся неотъемлемой частью в стремительно развивающейся цифровизации системы здравоохранения и имеют широкий спектр возможностей использования. [3]

Целью статьи является обзор различных типов носимых устройств в современной медицине, их потенциал для отслеживания здоровья и профилактики заболеваний, а также преимущества и недостатки для оценки эффективности и пригодности как для пациентов, так и для врачей.

Материалы и методы. Был произведен тщательный анализ литературы, включающий научные статьи, обзоры и отчеты аналитических и медицинских организаций.

Основной текст. Точного определения для “носимых устройств” в России нет, но имеются некоторые представления, что они значат. В некоторых источниках их выделяют как электронные девайсы, которые могут быть как аксессуарами или предметами одежды, так и непосредственно интегрированными в тело имплантатами. [4]

В современной медицине носимые устройства играют все более значимую роль, охватывая 3 основных направления применения [5]:

  1. Мониторинг состояния здоровья пациента – электроника этой категории позволяют врачам наблюдать за состоянием пациентов на расстоянии. Устройства обеспечивают непрерывный мониторинг показателей здоровья, позволяя врачам и пациентам отслеживать изменения с течением времени. Это может быть как профилактическая мера, так и необходимость во время инфекционных заболеваний. Например, во времена высокого уровня распространенности COVID-19 использовались носимые датчики для измерения уровня сатурации кислорода [6].
  2. Фитнес и спорт – девайсы помогают в соблюдении здорового и активного образа жизни и достижений тренировочных результатов. Например, фитнес-трекеры помогают отследить потраченные калории, количество пройденных шагов и уровень гидратации [7].
  3. Домашнее здравоохранение – данные устройства предназначены для улучшения качества жизни, особенно у пожилых людей и лиц с хроническими заболеваниями, т.е. тех, кто нуждается в постоянном контроле состояния. Такая технология позволяет не только мониторить физиологические параметры пациентов, но даже выявить ранние этапы заболеваний и осложнений, позволяя проводить индивидуальный терапевтический подход. Домашнее здравоохранение является самым популярным направлением для применения носимых девайсов [2] (рис 2.).

Рис. 2 Доля рынка медицинских девайсов по применению за 2021 год (в процентах)

Такой разброс объясняется высоким уровнем распространенности хронических заболеваний, особенно среди пожилого населения, что обуславливает растущую потребность в эффективных инструментах для медицинского обслуживания на дому. А возможность подключения к смартфону лишь укрепляет интерес к носимым устройствам, способствуя их распространению и дальнейшему развитию и производству в медицинской сфере [8].

 Носимые девайсы имеют ряд преимуществ, которые делают их важным составляющим в современном здравоохранении. Благодаря возможности непрерывного мониторинга здоровья снижаются затраты на медицинскую помощь, особенно для проживающих в отдаленных регионах, и количество времени для сбора и анализа полученных данных, что в случае необходимости дает повышенные шансы на успешное лечение [8].

Кроме того, удаленный осмотр пациентов позволяет определить точную симптоматику болезней и обеспечить персонализированный подход к лечению. Например, инерционные датчики обеспечивают измерение амплитуды движений в крупных и мелких суставах, а также ряда смежных параметров, характеристик позы и т.д., что помогает в изучении клинической картины у пациентов с возможной ранней стадией болезни Паркинсона [9]. Доказано, что благодаря этим датчикам можно определять не только тип, характеристики и диагностику тремора, но и точность «отделения» тремора от обычной активности, которая составляет 87,0% [10].

Не менее важным фактором для выздоровления является контроль принятия лекарственных препаратов. Врачи могут отслеживать эффективность и влияние лекарства и ее назначенной дозировки на состояние пациента, а пациент, в свою очередь, может осуществлять прием через напоминание в мобильном приложении и описать те или иные изменения организма. К примеру, компания Mevia находится в процессе разработки умных упаковок для лекарств, которые способны самостоятельно уведомлять пользователя о моменте изъятия медикамента [8]. Такие инновационные упаковки облегчают задачу контроля за приемом лекарств, освобождая пациентов и их опекунов от необходимости перекладывать таблетки в специализированные контейнеры. Это решение наиболее актуально для людей, страдающих от проблем с памятью, а также для тех, кто имеет напряженный график.

Портативные девайсы обладают широким ассортиментом для ношения на различных участках тела. Умные часы, очки, напульсники, браслеты, кольца и даже футболки справляются со своей задачей по измерению параметров тела человека [11]. Также некоторые устройства могут быть отдельным дополнением к смартфону. Бразильские исследователи создали так называемую насадку на камеру телефона “Phelcom Eyer”. Она фиксирует изображение сетчатки, которое потом отправляется на анализ в облачный сервис “Eyer Cloud”. Данная система была обучена на более чем 10 тысячах снимков с точностью до 80%, что помогает в диагностике диабетической ретинопатии [12].

Несмотря на достоинства использования носимых устройств, имеются и некоторые ограничения по применению. Одним из главных вопросов является проблема конфиденциальности и безопасности данных, собираемых во время мониторинга. Пользователи девайсов могут быть обеспокоены тем, если их данные могут быть использованы в коммерческих целях. Поэтому устройства должны быть оснащены надежной инфраструктурой по защите информации [13].

Более того, помимо надёжности, носимая электроника должна также обладать точностью анализа и работы алгоритмов, поскольку далеко не все устройства могут чётко измерить тот или иной параметр [13].

Последним, но не по важности фактором можно назвать стоимость портативных девайсов.  Это может стать препятствием для их широкого распространения, особенно в менее обеспеченных регионах, где высокая цена может сделать их недоступными для большинства населения, что создает неравенство в доступе к передовым технологиям здравоохранения.

Результаты. Носимые медицинские устройства являются ключевым элементом в развитии цифрового здравоохранения, предлагая инновационные подходы к мониторингу и управлению здоровьем. Они обеспечивают ценные данные для профилактики и ранней диагностики, однако их потенциал может быть полностью реализован только при условии устранения проблем, связанных с защитой информации, точностью измерений и обеспечением доступности для всех слоев населения.

References

1. Богдан Игнат Викторович, Волкова Ольга Александровна, Иглицына Ирина Сергеевна, Чистякова Дарья Павловна Внедрение гаджетов в систему мониторинга показателей здоровья населения: социологическое исследование // Вопросы управления. 2022. №3 (76).
2. Precedence Research Рынок устройств для доставки лекарств, глобальный анализ отрасли, размер, доля, рост, тенденции, региональные перспективы и прогноз на 2023–2032 гг. // 2022г [Электронный ресурс]. URL: https://www.precedenceresearch.com/wearable-medical-device-market
3. Христов П.В. Как носимые устройства меняют сферу здравоохранения // 2021г ООО «Издательство «Открытые системы» [Электронный ресурс]. URL: https://www.osp.ru/medit/2021/03/13055858.html
4. Антон Белокопытов Носимые устройства. что это? // 2022г [Электронный ресурс]. URL: https://beawire.com/ru/2022/02/07/wearable-devices-what-are-these/
5. Анализ размера и доли рынка носимых медицинских устройств – тенденции роста и прогнозы (2024–2029 гг.) // Mordor Intelligence™ Industry Reports
[Электронный ресурс]. URL: https://www.mordorintelligence.com/ru/industry-reports/global-wearable-medical-device-market-industry
6. Gheisari M, Ghaderzadeh M, Li H, Taami T, Fernández-Campusano C, Sadeghsalehi H, Afzaal Abbasi A. Mobile Apps for COVID-19 Detection and Diagnosis for Future Pandemic Control: Multidimensional Systematic Review. // JMIR Mhealth Uhealth. 2024
7. Scheid JL, Reed JL, West SL. Commentary: Is Wearable Fitness Technology a Medically Approved Device? Yes and No. Int J Environ Res Public Health. 2023 Jun
8. Е.И. Аксенова,С.Ю. Горбатов Интернет медицинских вещей (IoMT): новые возможности для здравоохранения // Государственное бюджетное учреждение «Научно-исследовательский институт организации здравоохранения и медицинского менеджмента Департамента здравоохранения города Москвы». 2021
9. Tam W, Alajlani M, Abd-Alrazaq A. An Exploration of Wearable Device Features Used in UK Hospital Parkinson Disease Care: Scoping Review. // J Med Internet Res. 2023 Aug
10. А. В. Владзимирский Систематический эффективности и обзор значимости носимых устройств в практическом здравоохранении // Журнал телемедицины и электронного здравоохранения. 2016. №1 (2).
11. Антон Белокопытов Как понять, что перед нами wearable-устройство? // 2022 [Электронный ресурс]. URL: https://beawire.com/ru/2022/02/14/wearable-devices-conditional-classification/
12. Федорович А. А., Горшков А. Ю., Королев А. И., Драпкина О. М. Смартфон в медицине - от справочника к диагностической системе. обзор современного состояния вопроса // КВТиП. 2022. №9.
13. Алиева Амида Джабраил К., Гахиев Фарид Араз C. Достижения в области мониторинга сна: интеллектуальные технологии, приложения и будущие перспективы // ELS. 2024. №март 2.