JMIR生物医学工程

远程康复已被证明在扩大康复服务获取、提高患者生活质量和改善临床结果方面具有巨大潜力。固定自行车运动可以作为居家身体康复计划中有效的有氧运动组成部分。远程监测自行车运动提供了必要的保障措施，以确保患者在家坚持运动和安全。目前自行车运动远程监测解决方案的可扩展性受到高成本的限制，限制了患者获得这些服务，特别是患有慢性疾病的老年人。

脊髓型颈椎病(CM)会引起手部笨拙等症状，通常需要手术治疗。CM的筛查和早期诊断很重要，因为一些患者没有意识到他们的早期症状，只有在病情变得严重后才咨询外科医生。10秒手握和释放测试通常用于检查CM的存在。该测试很简单，但如果它能客观评估CM特有的运动变化，将更有助于筛查。此前的一项研究使用Leap Motion(一种非接触传感器)分析了10秒手握和释放测试中的手指运动，并开发了一种使用机器学习的高灵敏度和特异性诊断CM的系统。然而，之前的研究存在局限性，系统记录的参数很少，没有将CM与其他手部疾病区分开来。

在这项研究中，我们提出了一种方法，提供了与患者疼痛体验相关的有用数据总结。因为疼痛是一种非常重要的主观现象，目前没有可校准的方法来评估它，我们建议使用可校准的生物标记传感器和患者对感知疼痛的自我评估。我们推测，这种方法可能只能清楚地区分现有证据一致的案件。然而，这些信息可能为临床医生提供有价值的见解，随着生物标志物如何与疼痛相关的研究进展，关于具体的证据不一致如何指向特定的疼痛原因的更具体的见解可能会出现。我们提供了疼痛科学的简要概述，包括疼痛的类型，当代疼痛理论，疼痛和疼痛评估技术。接下来，我们介绍了疼痛传感器开发的新方法，包括对疼痛相关生物标志物传感器的研究综述和用于总结证据的人工智能方法。然后，我们提供了一些实现方法的示例。本文的方法部分给出了一些具体的方法。例如，在一组379例患者中，我们观察到80%的一致性证据和5种类型的不一致。关于报告疼痛的环氧合酶-2和诱导型一氧化氮合酶数据的性别和个体差异的信息可能导致了这种不一致。 Different causes of inconsistencies are also attributed to cultural or temporal variability of cyclooxygenase-2 and inducible nitric oxide synthase (as well as their serum variation and half-life), visual analog scale, and other tools. We emphasize that this presentation is illustrative. Much work remains to be done before implementing and testing this approach in a clinically meaningful context.

呼吸频率(RR)可以说是检测临床恶化最重要的生命体征。例如，RR的变化也可能与不同疾病的发作、阿片类药物过量、高强度锻炼或情绪有关。然而，与大多数其他重要参数不同的是，缺乏一种简单而准确的测量方法。

精准公共卫生(PPH)可以通过针对时间、空间和流行病学特征的监测和干预措施，最大限度地发挥影响。尽管快速诊断测试(RDTs)在资源匮乏的环境中实现了无处不在的护理点测试，但其影响低于预期，部分原因是缺乏简化数据捕获和分析的功能。

正式的自闭症诊断可能是一个低效且漫长的过程。尽管有证据表明，较早的干预会带来更好的治疗结果，但家庭可能会等待数月或更长时间才能得到孩子的诊断。检测自闭症相关行为的数字技术可以扩大儿童诊断的覆盖面。自闭症存在的一个有力指标是自我刺激行为，如拍手。

机器人在日常生活中的应用越来越重要，在不同的领域创造了新的可能性，特别是在协作环境中。协作机器人的潜力是巨大的，因为它们可以和人类在同一个工作区中工作。一个采用顶级技术的协作机器人框架肯定值得进一步研究。

许多商品脉搏血氧仪对皮肤较黑的患者校准不足。我们演示了一个定量测量的差异在外周血氧饱和度(SpO₂)进行对照实验。为了缓解这一问题，我们提出了一种超低成本的基于智能手机的光学传感系统OptoBeat，它可以捕获SpO₂和心率，同时校准肤色的差异。我们的传感系统可以由商品组件和3d打印的剪辑构建，成本约为1美元。在我们的实验中，我们证明了OptoBeat系统的有效性，它可以测量SpO₂在基础真理的1%内，低至75%的水平。

肺癌是世界上癌症死亡的主要原因，诊断仍然具有挑战性。肺癌开始时是小结节;早期和准确的诊断可以及时手术切除恶性结节，同时避免良性结节患者进行不必要的手术。

移动电话技术的进步，加上现代无线网络的可用性，正开始通过越来越多的应用程序和连接设备对数字健康产生显著影响。也就是说，在发达国家以外的有限部署将需要更多的方法来共同为地球上的80亿人提供服务。围绕移动设备开发数字医疗的另一个考虑因素是需要对步骤、固件更新和各种用户输入进行配对，这可能会增加患者的摩擦。另一种被称为“超越移动”的方法，即药物、设备和健康服务直接与云通信，提供了一种有吸引力的方式来扩展和充分实现我们互联的健康乌托邦。除了提供高度个性化的体验，这种方法还可以解决基于智能手机系统的成本、安全性和便捷性方面的问题，从而提高患者的参与度和依从率。此外，通过下一代网络将这些医疗物联网设备连接起来，为发展中国家非城市地区有紧急需求的患者提供了可能。在此，我们概述了如何通过低功耗广域网络部署Beyond the Mobile技术，从而提供一种可扩展的手段，使数字卫生民主化，并有助于改善全球患者的预后。

COVID-19大流行暴露了卫生保健系统内的多重挑战，是慢性病患者特有的挑战。数字卫生技术(eHealth)的最新进展为改善护理质量、自我管理和决策支持提供了机会，以减少治疗负担和慢性疾病管理倦怠的风险。现有的电子健康模型有限，无法充分描述如何实现这一点。在本文中，我们定义了治疗负担和相关的情感倦怠风险;评估电子健康增强慢性护理模型如何帮助确定数字卫生解决方案的优先次序;并描述了一个新兴的机器学习模型作为一个例子，旨在减轻治疗负担和倦怠风险。我们提出，电子健康驱动的机器学习模型可以是一种颠覆性的改变，以最佳地支持慢性病患者。

现代环境卫生研究广泛关注室外空气污染物及其对公众健康的影响。然而，关于监测和提高个体室内空气质量的研究较少。暴露学领域包括人类环境暴露的全部内容及其对健康的影响。该暴露物的一个子集涉及大气暴露，称为“大气暴露”。空气对健康起着关键作用，对DNA、新陈代谢、皮肤完整性和肺部健康都有显著影响。