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雷鋒網消息 美國羅切斯特理工學院（RIT）的研究人員開發出一種智能馬桶座監測系統，旨在跟蹤心力衰竭患者的健康情況，降低醫院的再入院率。
研究人員在JMIR mHealthand uHealth期刊論文中稱，新型的智能馬桶座防水，使用電池供電，數據與云端連接。內部放置了三個傳感器，用于測量心電圖（ECG），光電容積描記圖（PPG）和心沖擊描記圖（BCG），準確程度和醫院級監測設備相當。
目前，RIT的博士后研究員、該研究成員之一Nicholas Conn創立了一家名為Heart Health Intelligence的公司，來將這項技術商業化。目的是提供一種FDA認可的設備。未來將對醫院出售，用于病人出院后將其轉送給病人。
馬桶座與心臟健康
心血管疾病是全球死亡的主要原因。其中心力衰竭（heart failure）簡稱HF，是一種以心肌功能減弱為特征的心血管疾病，每年影響約650萬美國人，新發病例超過96萬。
當心肌虛弱并且無法維持足夠的血流以滿足身體的需要時，心力衰竭就會發生。在心力衰竭的整個管理和治療過程中，持續監測血壓是至關重要的，因為最佳血壓控制是心力衰竭的主要目標。
據論文數據顯示， 心力衰竭每年花費美國估計為307億美元，預計到2030年將增加127％，達到697億美元，其中，住院治療占心力衰竭總成本約為80％。因此降低住院率是降低心力衰竭成本的有效方法。
由于心臟病發病時常具有突發性和一過性的特點，許多心臟病患者在發病時并不在醫院，醫院無法記錄到當時的心電圖，而患者在醫院時往往又處于正常狀況，以致檢測不出疾病的原因。
雷鋒網了解到，曾有專家做過實驗，在模擬排便時，人體腹內壓增大的同時，血壓也會隨之上升，心率也相應加快。中老年人或有多種疾病者往往有便秘，解大便時血壓上升得更高。這一切都會增加心臟負擔，可能導致心肌梗死。
美國羅切斯特理工學院（RIT）的研究人員為了方便心力衰竭患者在家中更舒適地去監測病情，降低患者再次住院率，設計了一款智能馬桶座。
原理：機械傳感器檢測心輸出量
由Nicholas Conn和RIT工程師David Borkholder開發的智能馬桶座圈使用電池供電，能將健康數據直接無線傳輸到云上，日常可以使用家用清潔劑清潔。無論何時用戶坐在馬桶上，該監控系統都會不受干擾地自動捕獲心血管數據。
由于心力衰竭的特征是心臟性能差，心輸出量（CO）是心力衰竭診斷和治療的重要組成部分。
CO被定義為每搏輸出量（SV）和心率（HR）的乘積，并且通常使用超聲心動圖，心臟磁共振成像（MRI）或導管插入術來測量。在急性心力衰竭中，心肌無法維持足夠的CO，如果不治療則導致慢性心力衰竭甚至死亡。
目前，沒有用于遠程和準確監控CO和SV的家庭解決方案。出現低氧血癥（血氧飽和度<90％）的患者需要住院治療，并且需要每天監測血氧飽和度和其他生命體征，直至穩定。
美國羅切斯特理工學院的研究目的，旨在證明智能馬桶座的心血管監測系統能夠測量收縮壓和舒張壓，每搏輸出量和血氧飽和度。
基于馬桶座的心血管監測系統完全獨立，電池供電，無線和可清潔，所有傳感器和電子儀器集成在座椅內。
該座椅可以用于測量心臟的心電圖（ECG），測量與心動周期相關的機械力的心沖擊描記圖（BCG）和用于測量心臟周期的光電容積描記圖（PPG）測量。
測量心電圖（ECG），光電容積描記圖（PPG）和心沖擊描記圖（BCG）
研究人員對18名受試者進行為期8周的醫院級生命體征監測，并將基于馬桶座的血壓和外周血氧合估計值進行比較。
在測試中，受試者不能說話、小便或排便，要像往常一樣坐在家中。因為排尿和排便可以改變每搏輸出量（SV）和心率（HR）。Conn 表示，在未來，公司計劃將排除的那部分尿便時刻的數據整合到算法中來。
測試結果顯示，基于馬桶座的心血管監測系統已經成功地證明了血壓，每搏輸出量和血氧飽和度與醫院的黃金標準測量結果一致。該系統可以捕獲以前無法實現的家庭心臟數據。
“定期使用這款馬桶座圈，患者就可以知道心臟狀況是否在惡化，是否需要去看醫生。不過，還需要通過臨床試驗進行驗證。” Conn說。
Conn 表示，一家醫院接納150名出院后再住院的患者，每年損失可高達50萬美元，而Heart Health Intelligence公司150個智能馬桶座的成本僅為20萬美元左右。
馬桶相關的健康檢測技術
據雷鋒了解，美國羅切斯特理工學院研發的這款智能馬桶蓋并不是“廁所”檢測健康狀況的第一例。Google、英國劍橋大學、日本松下等均開發有智能馬桶。
Google的一項專利描述了未來的智能浴室。浴室中配備多個非侵入式健康監測儀器，包括超聲波浴缸以及壓力傳感馬桶，可以全面監測用戶的心血管健康。
其中，壓感馬桶座圈不僅可測量血壓，還能分析人體排泄狀況 。專利稱，這一技術可以探明“人體生理系統的功能狀態及趨勢”，因此它可以在疾病形成之前對人發出警示。
2018年，英國劍橋大學科學家設計出的一款可以檢測用戶健康的智能馬桶，通過“尿檢”，對人體健康狀況進行分析。
據雷鋒網了解，這款智能馬桶內置的光學傳感器可將尿液中的生物標記物捕獲在金納米粒子之間，并使它們發出不同的顏色，從而能夠測量它們的濃度水平，被監測的生物標記可以揭示很多有關人的身體的信息。
該款智能馬桶還可以將監測報告發送至手機上，甚至提醒用戶的私人醫生。
松下的智能馬桶除了測體脂肪率、體水分含量、肌肉水平等數據外，還可進行尿液檢測。用戶只需在如廁時將尿液樣本放置于尿液檢測儀內，它即可對尿液成分進行自動分析，讀取尿液PH值、潛血、肌酐等7大常規數據，為健康自測提供相應的依據。
不過，目前大多數與健康有關的廁所技術側重于分析馬桶池內的尿液和糞便情況，而不是使用座圈中的傳感器跟蹤生命體征從而檢測出身體疾病。
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