中學(xué)階段的體能測試中,有一項是握力測試;幼兒、老年人生病,醫生也會(huì )用手拉一拉患者的手,檢測一下力量;在一系列令人驚訝的健康問(wèn)題中,握力(Grip strength)是一個(gè)有用的指標。
已有研究表明,它與帕金森病患者用藥的有效性、**分裂癥患者的認知能力、個(gè)體心血管健康狀況甚至于死亡率有關(guān)。如何精準地測量握力?來(lái)自IBM的科學(xué)家們想出一招:通過(guò)測量指甲的活動(dòng),評估握力的實(shí)時(shí)變化。
他們研發(fā)出首款“手指甲傳感器”(fingernail sensor)——通過(guò)給手指甲佩戴超靈敏的無(wú)線(xiàn)傳感器,測量手指的活動(dòng),最終實(shí)現對健康狀況的監測目標。
“指甲傳感器”如何工作?
在日常生活中,手指觸碰、抓握物體,或者僅僅彎曲或者伸直手指時(shí),指甲會(huì )出現變形(以彎曲、移動(dòng)兩種形式為主)。這種變形幅度只有幾微米,肉眼是察覺(jué)不到的。
科學(xué)家們設想通過(guò)傳感設備檢測這些微弱的變化。他們將設計的傳感器粘附在指甲上,并進(jìn)行了相關(guān)驗證。相關(guān)研究成果發(fā)表在《Scientific Reports》期刊。結果證實(shí),借助傳感器及一臺電腦,可以從指甲彎曲、運動(dòng)的頻率和程度中獲取有意義的數據,然后通過(guò)人工智能進(jìn)行分析,轉變成有醫療價(jià)值的信息。
具體而言,這一“指甲傳感器”可以依據手指甲的變形規律區分典型的日常活動(dòng),例如需要旋轉的手部活動(dòng)(轉動(dòng)鑰匙、擰門(mén)把手等)。更巧妙的是,通過(guò)算法設計,研究人員可以根據傳感器識別手指縮寫(xiě)的數字,且準確度非常高。
有哪些醫用價(jià)值?
最初,這一研究的目的是檢測帕金森患者的用藥情況。
他們將采集的數據傳送至智能手表端,后者通過(guò)機器學(xué)習模型,評估用戶(hù)運動(dòng)遲緩、震顫等帕金森典型癥狀。這些信息或許可以用于評估帕金森藥物的作用效果。
研究團隊認為,未來(lái),手指傳感器會(huì )有更多的應用可能,例如幫助四肢癱瘓的患者實(shí)現交流。
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