化被动为预防，这款智能马桶座圈可及时监测心脏健康状况

美国正在迅速老龄化。在未来的40年里，65岁及以上的人口数量预计将翻一番。在这些上了年纪的美国人中，超过80%的人将患有不同形式的心脏病。

随着医学的进步，人们的寿命在不断延长，先进的医疗科技帮助人们从心脏病发作中幸存下来，而越来越多的人最终依然会死于充血性心力衰竭。这是一种慢性疾病，心脏肌肉被削弱，不能满足身体的需要。它影响着美国650多万成年人，每年都会给美国造成350亿美元的医疗费用。对于充血性心力衰竭患者，近80%的医疗费用来自住院。个人成本也非常高。近一半的发展和诊断为充血性心力衰竭的人会在五年内死亡。

当这些病人住院并出院后，将近一半的人在90天内又回到了医院。原因之一是，他们担心减少去看卫生保健专业人员的次数可能会错过病情恶化的迹象。另一个原因是，病人并不总是按照医嘱服药，也不能够充分监督自己。尽管有医生的建议，仍然只有不到10%的充血性心力衰竭患者会监测自己病情恶化的症状。

我是罗切斯特理工学院的一名研究员，也是一家医疗设备初创公司的创始人。2014年，当我在攻读博士学位时，我的导师David Borkholder和我试图解决这样一个问题：患者如何能在不学习新习惯的情况下，更简单、更容易地在家监测自己的心脏健康。传感器是否可以集成到方向盘上，又或是电脑鼠标上。但这两种设备都不会被患有严重心血管疾病的人每天使用。

因此，我们发明了另一种几乎人人都在使用的设备——马桶座圈。

目前医学界是如何监测患者的

为了在家里监测充血性心力衰竭，医生和病人仍然严重依赖于血压袖带、体重秤和便携式心电图监测器。但最近的研究表明，即使病人通过电话受到远程指导，这些被广泛使用的设备似乎并没有减少住院的人数。这是因为他们只是没有足够持续地使用它们。据一项研究的调查人员称，“让心力衰竭患者进行日常体重和血压监测等基本的自我护理仍然存在困难。”

一项较新的技术名为CardioMEMS，这是唯一一种获得FDA批准用于减少充血性心力衰竭住院治疗的设备，它是一种能够追踪肺动脉压力并将信息远程传输给医疗团队的植入设备。在临床试验中，CardioMEMS使总充血性心力衰竭住院人数减少了37%。最近的出版物表明，在植入该设备后的第一年，住院率降低为46%，平均每位患者可节省13190美元。

人们对当前和未来的技术抱有很高的期望，比如记录身体活动、心率和其他数据的可穿戴设备。但这些设备可能不切实际，它们要求佩戴者积极获取数据、定期佩戴传感器并保持充电，给心脏病患者增加了沉重的负担。这可能会导致很高的遗弃率。

马桶座圈让心脏监测毫不费力

2014年，当Borkholder和我第一次设想出一种可以监测心脏健康的马桶座圈时，我立即在自己身上测试了这个概念，把电极接到臀大肌上，看看这个疯狂的概念是否有希望实现。经过几周的测试，在当地五金店的马桶座圈上，我们的第一个概念验证装置诞生了。

在接下来的四年里，我们两个人，以及罗切斯特大学医学中心的Karl Schwarz，解决了这类监测的许多基本挑战。与医院或现有的家庭监控设备使用的传感器不同，马桶座圈可以从非标准位置获取数据，比如测量大腿后部的血氧含量，而不是手指。我们开发了自定义电路和算法来处理这些数据，包括一个能准确识别嘈杂数据中的心跳的算法。

这个坐垫安装在一个标准的马桶上。用户不需要做任何事情，只需要坐下来，这是他们已经养成的习惯，实际上它可以确保用户每天都能测量。我们在2018年和2019年发表了两篇同行评议的期刊论文，并在300多名受试者身上测试了这项技术，以验证测量结果。目前，这项技术正在商业化，计划在2021年获得FDA的批准。

如今，许多新的医疗设备被发明出来，以帮助人们活得更久，更丰富多彩。这些技术进步有可能从一种被动性的方法转变为一种预防性和前瞻性的方法，同时还能降低护理成本和改善生活质量。

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