Table of Contents

نظارت از راه دور بیمار (RPM) به عنوان یک سنگ بنای مراقبت های بهداشتی مدرن ظهور کرده است، پزشکان را قادر می سازد تا داده های بهداشتی بیمار را در خارج از تنظیمات بالینی معمولی ردیابی کنند، زیرا شیوع بیماری مزمن افزایش می یابد و سیستم های مراقبت های بهداشتی به دنبال راه حل های مقرون به صرفه، سیستم های حلقه بسته بدون بررسی این که چگونه در مدیریت مراقبت های شخصی ممکن است، این سیستم ها نه تنها داده ها را جمع آوری می کنند، بلکه در زمان واقعی عمل می کنند، ایجاد بازخورد بدون نظارت ثابت راه حل های راه حل و ثابت است که بیماران را بررسی می کند، و سیستم های راهنمای ثابت نگه می کند.

سیستم های حلقه بسته چه هستند؟

یک سیستم حلقه بسته یک سیستم کنترل خودکار است که به طور مداوم یک پارامتر فیزیولوژیکی را اندازه گیری می کند، آن را با یک محدوده هدف مقایسه می کند و تنظیم یک درمان یا دستگاه بدون نیاز به ورودی انسانی را تنظیم می کند.در مراقبت های بهداشتی، این تکنولوژی همچنین به عنوان یک "للوک مصنوعی" در مدیریت دیابت شناخته می شود، اما اصول آن به طور گسترده ای برای هر شرایطی که تعدیل زمان واقعی از نتایج درمان بهبود می یابد، تصمیم گیری ساده است و یا تکرار عمل می کند - اعمال می شود.

سیستم حلقه بسته معمولی شامل سه جزء اصلی است:

  • یک مانیتور مداوم که سیگنال بیولوژیکی را اندازه گیری می کند - مانند گلوکز خون، فشار خون یا اشباع اکسیژن، سنسور باید دقیق، حداقل تهاجمی و بادوام برای استفاده طولانی مدت باشد.
  • الگوریتم (اغلب بر روی گوشی هوشمند یا سخت افزار اختصاصی اجرا می شود) که داده های سنسور را تفسیر می کند و تنظیم های لازم را محاسبه می کند.کنترلرهای مدرن به طور فزاینده ای از یادگیری ماشین برای شخصی سازی درمان استفاده می کنند.
  • دستگاه که درمان را ارائه می دهد - به عنوان مثال، پمپ انسولین، پمپ تزریق دارو یا یک تهویه کننده باید به طور دقیق و ایمن به دستورات از کنترل کننده پاسخ دهد.

حلقه بازخورد به شرح زیر عمل می کند: سنسور داده ها را به کنترل کننده ارسال می کند که از یک مدل فیزیولوژی بیمار برای تعیین تنظیم تنظیم بهینه درمانی استفاده می کند. سپس محرک اعمال می کند که تنظیم و سنسور همچنان به نظارت بر اثر، ایجاد یک چرخه مداوم، این اتوماسیون بار شناختی را در بیماران و مراقبان کاهش می دهد در حالی که کنترل دقیق بر پارامتر هدف را حفظ می کند.

چگونه سیستم های حلقه بسته از نظارت بیمار از راه دور حمایت می کنند

سیستم های حلقه بسته RPM را به روش های مختلف بحرانی که فراتر از نظارت سنتی به تنهایی می روند، افزایش می دهند، در حالی که استاندارد RPM داده ها را برای بررسی بعدی جمع آوری می کند، سیستم های حلقه بسته بلافاصله بر روی این داده ها عمل می کنند.این واکنش پذیری زمان واقعی نظارت غیرفعال را به مدیریت فعال تبدیل می کند که برای شرایطی که می تواند به سرعت تضعیف شود ضروری است.

مجموعه داده های زمان واقعی و تجزیه و تحلیل

بر خلاف اندازه گیری های دوره ای (به عنوان مثال، گلوکز انگشتی یا کاف های فشار خون دستی)، سیستم های حلقه بسته یک جریان مداوم از داده ها را فراهم می کنند، این به الگوریتم ها اجازه می دهد تا روند را تشخیص دهند، انحراف های قریب الوقوع را پیش بینی کنند و قبل از اینکه بیمار علائمی بگیرد، داده ها نیز به ارائه دهندگان مراقبت های بهداشتی از طریق سیستم عامل های درمانی منتقل می شوند، و به پزشکان یک دیدگاه دقیق از پاسخ بیمار برای درمان یا هفته های نظارت مداوم تشخیص می دهد که به ویژه حوادث شب حساس است.

تنظیمات خودکار درمانی

ویژگی تعریف سیستم های حلقه بسته توانایی آنها برای تنظیم خودکار درمان است.به عنوان مثال، یک سیستم تحویل انسولین حلقه بسته می تواند نرخ انسولین پایه را افزایش دهد، زمانی که سطح گلوکز افزایش می یابد یا تحویل را زمانی که سطح کاهش می یابد، همه بدون بیدار شدن بیمار یا قطع فعالیت های روزانه Sp2، این کاهش بار از خودمدیریت، که به ویژه برای بیماران با رژیم های پیچیده یا کسانی که سالمندان یا تنظیمات مراقبت از نفس بسته هستند، تنظیم سیستم های پشتیبان گیری رایگان.

نتایج بالینی بهبود یافته

مطالعات بالینی به طور مداوم نشان می دهد که سیستم های حلقه بسته حلقه باز (مردانه) رویکردها (مردانه) را از دیابت 1، سیستم های حلقه بسته هیبریدی نشان داده شده است برای افزایش زمان در محدوده (کاهش سطح در هدف) توسط 10 تا 15٪ در حالی که کاهش حوادث هیپوLT برای بیماران پمپ قلب، دستگاه های قفل شده مانند سرعت و ضدعفونی کننده به طور خودکار تنظیم یا شوک به طور متوسط کاهش فشار اکسیژن بسته شده است.

بهبود سلامت بیمار و رضایت

با خودکارسازی تصمیمات روزمره، سیستم های حلقه بسته بیماران را از نظارت مداوم و مداخلات دستی آزاد می کنند، این امر به ویژه برای شرایط مانند دیابت نوع 1، که بیماران قبلا مجبور به انجام ده ها محاسبات روزانه بودند، تاثیر می گذارد، سیستم ها همچنین تعداد زنگ هشدارها و هشدارها را کاهش می دهند، که منبع اصلی " خستگی کارشناسی" در هر دو بیمار و پزشکان است.

کاهش استفاده از بهداشت و درمان

با کنترل زمان واقعی بهتر، بیماران حوادث حاد کمتری را تجربه می کنند که نیاز به بازدید از بخش اورژانس یا بستری شدن در بیمارستان دارند. A 2022 متاآنالیزر دریافت که تحویل انسولین بسته باعث کاهش میزان هیپوگلیسمی شدید در مقایسه با سنسور-یک پمپ درمانی است.به طور مشابه، سیستم های مدیریت فشار خون حلقه بسته پتانسیل کاهش میزان بهبودی بیمارستان برای عوارض تنفسی مرتبط با بیماران را برای کاهش می دهد.

ادغام داده ها و پیش بینی Analytics

فراتر از تنظیمات فوری، سیستم های حلقه بسته مجموعه داده های غنی را تولید می کنند که به داشبورد RPM تغذیه می کنند.این داده ها می توانند برای شناسایی الگوها، پیش بینی وقایع آینده و بهینه سازی پروتکل های درمان تجزیه و تحلیل شوند.به عنوان مثال، الگوریتم در یک سیستم دیابت حلقه بسته ممکن است یاد بگیرند که گلوکز بیمار تمایل به افزایش پس از برخی از وعده های غذایی و پیش از تنظیم نرخ های پایه در مراقبت از قلب، دستگاه های نظارت از راه دور برای تشخیص علائم مراقبت از تغییر عمده از تغییر، به نظر می رسد.

نمونه های کلیدی سیستم های حلقه بسته در RPM

تکنولوژی حلقه بسته در حال حاضر در چندین زمینه درمانی مستقر شده است، با این حال، برنامه های کاربردی به سرعت در حال گسترش به سایر شرایط مزمن هستند.

سیستم های Pancreas برای دیابت

سیستم حلقه بسته ترین به طور گسترده ای شناخته شده پمپ انسولین حلقه بسته هیبریدی است که اغلب به نام پانکراس مصنوعی شناخته می شود.این سیستم ها یک مانیتور گلوکز مداوم (CGM)، یک پمپ انسولین و یک الگوریتم کنترل برای انتقال انسولین خودکار را ترکیب می کنند. ایالات متحده غذا و داروی H2، چندین دستگاه را تایید کرده است، از جمله Medtronic Minimed 780G و Tem Control-Ic کارآزمایی هایی که به طور کامل به این سیستم های دسترسی دارند.A2 پایین تر دسترسی دارند.

اطلاعات بیشتر در مورد سیستم های تحویل خودکار انسولین در صفحه دستگاه پانکراس مصنوعی FDAFDA .

تزریق داروی ضد زنگ برای مدیریت فشار خون

برای بیماران مبتلا به فشار خون مصنوعی یا کسانی که در مراقبت های فشرده، سیستم های تزریق مواد مخدر حلقه بسته هستند، این سیستم ها فشار خون را به طور مداوم از طریق خط هنری نظارت می کنند و نرخ تزریق داروهای وفوراتیک مانند norephpinephrine یا سدیم نیتوپروسside را تنظیم می کنند، نشان داده اند که سیستم های حلقه بسته فشار خون را در محدوده هدف حفظ می کنند، به طور مداوم بیش از نمونه های دستی، و کنترل بالا، و به عنوان مثال توسعه سیستم های کنترل استرس زا، می توانند از آن، کاهش دهند.

تخلیه حلقه در مراقبت تنفسی

تهویه کننده های مکانیکی با قابلیت های حلقه بسته تنظیم حجم، میزان تنفسی و غلظت اکسیژن بر اساس اندازه گیری های زمان واقعی SpO2، CO2 و تلاش بیمار است.این سیستم ها به ویژه برای تهویه خانگی در بیماران مبتلا به اختلالات عصبی و یا بیماری انسداد مزمن انسدادی ریه (COPD) مفید هستند که به طور خودکار در طول خواب یا سازگاری با دستگاه های تهویه مطبوع، تنها در مقایسه با این روش های کنترل بیمارستان ها و کاهش سرعت اتصال به بیماران، پشتیبانی از درمان را نشان می دهد.

دستگاه های Ring Cardiac

کارورتر-defibrillator ها (ICDs) و سرعت ساز ها مدت ها از اصول حلقه بسته برای ارائه درمان استفاده کرده اند، تنها در صورت نیاز، دستگاه های مدرن الگوریتم هایی را ترکیب می کنند که آریتمی ها را تشخیص می دهند، نرخ های عقب نشینی را بر اساس سطح فعالیت تنظیم می کنند و شوک هایی را با حداقل سرعت از بین رفتن این دستگاه ها انتقال می دهند.

حلقه های بسته Anesthesia و Sedation

در مراقبت های جراحی، سیستم های حلقه بسته برای تحویل خودکار بیهوشی در حال ظهور هستند.این سیستم ها عمق بیهوشی (از طریق EEG)، به معنی فشار هنری و ضربان قلب، تنظیم پروپانول یا نرخ تزریق مجدد برای حفظ آرام سازی بهینه بیماران، نشان می دهد که حلقه بسته مصرف مواد مخدر را تا 30٪ کاهش می دهد و سرعت بهبودی، زیرا این سیستم های تایید شده برای بهبود از راه دور، می توانند از طریق بهبود از بیماران در حال بهبودی، جلوگیری از درمان، آنها استفاده کنند.

چالش ها و ملاحظات

علی رغم وعده های آنها، سیستم های حلقه بسته با موانع متعددی مواجه هستند که باید برای پذیرش گسترده RPM مورد توجه قرار گیرند.این چالش ها عوامل فنی، نظارتی، اقتصادی و انسانی را در بر می گیرد.

نظارت بر ایمنی و نظارت بر ایمنی

از آنجا که سیستم های حلقه بسته به طور خودکار ارائه درمان، آنها به عنوان دستگاه های پزشکی با خطر بالا طبقه بندی می شوند.سازمان های نظارتی مانند FDA نیاز به تایید دقیق از پیش بازار دارند، از جمله کارآزمایی های بالینی که نشان دهنده اثربخشی و اثربخشی هستند، حتی پس از تصویب، نظارت بر بازار پس از فروش برای تشخیص خرابی های نادر یا سیگنال های ایمنی ضروری است.

امنیت سایبری و حریم خصوصی داده ها

ارتباطات بی سیم بین سنسورها، کنترل کننده ها و محرک ها آسیب پذیری ها را معرفی می کند.یک بازیگر مخرب می تواند به طور بالقوه تنظیمات درمانی را تغییر دهد یا داده های بیمار را از بین ببرد، اما چشم انداز تهدید همچنان به توسعه سازمان های بهداشت و درمان که از RPM راه حل هایی استفاده می کنند، باید اطمینان حاصل کند که سیستم عامل های آنها با استانداردهای HIP و به روز رسانی های امنیتی قوی برای شناسایی برخی از حملات انسولین، به یاد می آورند، اما چشم انداز تهدید همچنان به تکامل می رود.

قابلیت متقابل و استاندارد

بسیاری از سیستم های حلقه بسته به عنوان اکوسیستم های اختصاصی عمل می کنند، محدود کردن اشتراک داده ها بین تولیدکنندگان مختلف.برای RPM به مقیاس موثر، استانداردهای باز مورد نیاز است تا داده ها از یک سیستم دیابت حلقه بسته می تواند به همان داشبورد به عنوان داده های مانیتور قلب یا یک نوار فشار خون متصل شود. تلاش هایی مانند استاندارد دستگاه بهداشت شخصی IEEE 11073 و منابع سریع درمانی سریع Interoperability (FHIR) پیشرفت دارند، اما بدون تغییر نام گذاری، باید در معرض خطر چندگانه، و انتقال داده های غیر قانونی باشد.

الگوریتمی Bias و Generalizability

الگوریتم های حلقه بسته آموزش دیده در یک جمعیت ممکن است به همان اندازه در گروه های مختلف جمعیت شناسی عملکرد خوبی نداشته باشند، به عنوان مثال، برخی از الگوریتم های تحویل انسولین تمایل به انجام بهتر در افراد با حساسیت به انسولین پایین تر، که توسط قومیت و ترکیب بدن متفاوت است، داده ها از بررسی های پیش از بازار FDA نشان می دهد که بیشتر کارآزمایی های بالینی برای سیستم های حلقه بسته عمدتا سفید، افراد میانسال برای اطمینان از نتایج عادلانه، سیستم های آینده باید در سراسر طیف گسترده و یا محدوده وسیعی از سن های معتبر و یا محدوده وسیعی از آن مورد تایید شده باشند.

هزینه و بازگشت

هزینه های پیش رو سیستم های حلقه بسته - سنسور ها، کنترل کننده ها، قابلیت های مصرفی و نرم افزار - می تواند ممنوع باشد.در ایالات متحده، پوشش بیمه برای سیستم های پانکراس مصنوعی بهبود یافته است، اما بسیاری از بیماران هنوز با هزینه های بالا از جیب، برای سایر برنامه های کاربردی مانند فشار خون یا تهویه، مدل های بازپرداخت کمتر سیستم های بهداشتی تثبیت شده و پرداخت نیاز به ارزیابی ترتیبات طولانی مدت در مورد صرفه جویی در دستگاه های صرفه جویی در هزینه های صرفه جویی در هزینه های صرفه جویی در هزینه های هزینه های صرفه جویی در بیمارستان، و صرفه جویی در هزینه های صرفه جویی در هزینه های صرفه جویی در هزینه های صرفه جویی در هزینه های صرفه جویی در هزینه های هزینه های هزینه های هزینه های صرفه جویی در هزینه های صرفه جویی در هزینه های صرفه جویی در هزینه های صرفه جویی در هزینه های هزینه های هزینه های صرفه جویی در هزینه های هزینه های هزینه های صرفه جویی در هزینه های صرفه جویی در هزینه های صرفه جویی در هزینه های هزینه های هزینه های هزینه های هزینه های هزینه های هزینه های صرفه جویی در هزینه های صرفه جویی در بیمارستان، کاهش می باشد.

پذیرش بیمار و کلینیکی

برخی از بیماران ممکن است تمایل به اعتماد به یک سیستم خودکار با درمان های زندگی محدود کننده داشته باشند.آموزش و آموزش برای ایجاد اعتماد به نفس حیاتی هستند. کلینیکیان همچنین باید یاد بگیرند که چگونه داده های تولید شده توسط سیستم های حلقه بسته را تفسیر کنند و چگونه مداخله کنند زمانی که الگوریتم به محدودیت های آن می رسد، سازمان های بهداشتی باید پشتیبانی مداوم، از جمله عیب یابی از راه دور و چک های دوره ای را ارائه دهند.

آینده چشم انداز

دهه آینده شاهد پیشرفت های قابل توجهی در تکنولوژی حلقه بسته خواهد بود که با پیشرفت در هوش مصنوعی، مینیاتوراسیون سنسور و اتصال بی سیم انجام می شود.

AI و ادغام ماشین یادگیری

سیستم های حلقه بسته آینده از مدل های یادگیری ماشین استفاده می کنند که با فیزیولوژی منحصر به فرد هر بیمار در طول زمان سازگار می شوند، به جای تکیه بر الگوریتم های ثابت، این سیستم ها از داده های تاریخی برای پیش بینی گشت و گذار گلوکز، افزایش فشار خون یا ساعات تقویت تنفسی در گزارش های فشار خون، بهبود می یابد.

چند متر سیستم های حلقه ای را بسته شده

در حال حاضر، اکثر سیستم ها یک پارامتر واحد را مدیریت می کنند، با این حال، بیماران مبتلا به بیماری های چندگانه (مانند دیابت، فشار خون و نارسایی قلبی) می توانند از یک پلت فرم حلقه بسته که چندین درمان را هماهنگ می کند، بهره مند شوند، به عنوان مثال، یک سیستم ممکن است تحویل انسولین و دیفکستیک را بر اساس گلوکز، فشار خون و وضعیت خون تنظیم کند، در حالی که هنوز تجربی است.[۱۰]

مینیاتورسازی و عوامل فرم قابل تحمل

پیشرفت در میکروالکترونیک و سنسورهای انعطاف پذیر قطعات حلقه بسته را کوچک می کند.دستگاه های کاملاً ایمپلنت شده یا پچ مانند که سنسور و محرک را در یک واحد ترکیب می کنند در افق قرار دارند.این دستگاه ها کمتر مزاحم می شوند، نیاز به تعداد کمتری دارند و قبل از جایگزینی طولانی تر می شوند.سازمان جهانی بهداشت پتانسیل چنین فناوری را برای دسترسی به بیماری های مزمن در تنظیمات دسترسی محدود به عنوان یک سیستم دسترسی به انسولین، برای ساده سازی دسترسی به سیستم دسترسی به عنوان یک سیستم دسترسی به طور مکرر و محدود، برجسته، برجسته کرده است.

ادغام با Telehealth و RPM Platforms

از آنجا که سیستم های حلقه بسته مجموعه داده های بزرگ تر را تولید می کنند، پلتفرم های Telehealth داشبوردهایی را که عملکرد سیستم را نمایش می دهند، معیارهای تبعیت و روند نتیجه را شامل می شوند. ابزارهای هوش مصنوعی می توانند به پزشکان کمک کنند تا بیمارانی که سیستم های بهداشتی را درگیر می کنند، اولویت بندی کنند و در نهایت، ترکیب درمان خودکار و نظارت متخصص یک مدل بسیار کارآمد برای مدیریت شرایط مزمن در مقیاس شرکت هایی مانند شرکت های تجسمی ایجاد می کند.

هماهنگ سازی نظارتی و دسترسی جهانی

هماهنگ سازی بین المللی الزامات قانونی برای سیستم های حلقه بسته می تواند سرعت پذیرش را تسریع کند.تلاش های انجمن تنظیم مقررات بین المللی دستگاه پزشکی (IMDRF) با هدف استاندارد سازی فرآیندهای بررسی برای دستگاه های مبتنی بر نرم افزار، به عنوان کشورهای کم درآمد و متوسط توسعه چارچوب های نظارتی خود، فن آوری های حلقه بسته می تواند بخشی از برنامه های مدیریت بیماری مزمن ملی باشد.

نتیجه گیری

سیستم های حلقه بسته تنها یک مفهوم آینده نگر نیستند - آنها به طور فعال از نظارت بیمار از راه دور امروز حمایت می کنند، بهبود نتایج برای دیابت، قلب، تنفسی و بیماران پرفشاری فشار خون.با خودکارسازی تنظیمات درمانی بر اساس داده های سنسور مداوم، این سیستم ها بار خودمدیریتی، افزایش راحتی بیمار و کاهش استفاده از مراقبت های بهداشتی در اطراف هزینه، مقررات، امنیت سایبری و همکاری، اما در سیستم های مراقبت های دقیق تر، ادامه می یابد:

برای مطالعه بیشتر در چشم انداز تنظیمی برای تحویل انسولین خودکار، از ]FDA مصنوعی Pancreas Device System بازدید کنید، برای یک مرور کلی گسترده تر از نظارت بیمار از راه دور در بیماری مزمن، ببینید ] سازمان بهداشت جهانی [F3 ] اطلاعات اضافی در مورد حلقه بسته می تواند از طریق جامعه پیدا شود.