美國(guó)羅切斯特理工學(xué)院（RIT）的研究人員開發(fā)出一種智能馬桶座監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，旨在跟蹤心力衰竭患者的健康情況，降低醫(yī)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(shù)據(jù)與云端連接。內(nèi)部放置了三個(gè)傳感器，用于測(cè)量心電圖（ECG），光電容積描記圖（PPG）和心沖擊描記圖（BCG），準(zhǔn)確程度和醫(yī)院級(jí)監(jiān)測(cè)設(shè)備相當(dāng)。

　　目前，RIT的博士后研究員、該研究成員之一Nicholas Conn創(chuàng)立了一家名為Heart Health Intelligence的公司，來(lái)將這項(xiàng)技術(shù)商業(yè)化。目的是提供一種FDA認(rèn)可的設(shè)備。未來(lái)將對(duì)醫(yī)院出售，用于病人出院后將其轉(zhuǎn)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(jiǎn)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(wàn)美國(guó)人，新發(fā)病例超過(guò)96萬(wàn)。

　　當(dāng)心肌虛弱并且無(wú)法維持足夠的血流以滿足身體的需要時(shí)，心力衰竭就會(huì)發(fā)生。在心力衰竭的整個(gè)管理和治療過(guò)程中，持續(xù)監(jiān)測(cè)血壓是至關(guān)重要的，因?yàn)樽罴蜒獕嚎刂剖切牧λソ叩闹饕繕?biāo)。

　　據(jù)論文數(shù)據(jù)顯示， 心力衰竭每年花費(fèi)美國(guó)估計(jì)為307億美元，預(yù)計(jì)到2030年將增加127%，達(dá)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(fā)病時(shí)常具有突發(fā)性和一過(guò)性的特點(diǎn)，許多心臟病患者在發(fā)病時(shí)并不在醫(yī)院，醫(yī)院無(wú)法記錄到當(dāng)時(shí)的心電圖，而患者在醫(yī)院時(shí)往往又處于正常狀況，以致檢測(cè)不出疾病的原因。

　　雷鋒網(wǎng)了解到，曾有專家做過(guò)實(shí)驗(yàn)，在模擬排便時(shí)，人體腹內(nèi)壓增大的同時(shí)，血壓也會(huì)隨之上升，心率也相應(yīng)加快。中老年人或有多種疾病者往往有便秘，解大便時(shí)血壓上升得更高。這一切都會(huì)增加心臟負(fù)擔(dān)，可能導(dǎo)致心肌梗死。

　　美國(guó)羅切斯特理工學(xué)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(jiān)測(cè)病情，降低患者再次住院率，設(shè)計(jì)了一款智能馬桶座。

　　原理：機(jī)械傳感器檢測(cè)心輸出量

　　由Nicholas Conn和RIT工程師David Borkholder開發(fā)的智能馬桶座圈使用電池供電，能將健康數(shù)據(jù)直接無(wú)線傳輸?shù)皆粕希粘？梢允褂眉矣们鍧崉┣鍧崱o(wú)論何時(shí)用戶坐在馬桶上，該監(jiān)控系統(tǒng)都會(huì)不受干擾地自動(dòng)捕獲心血管數(shù)據(jù)。

　　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(dòng)圖，心臟磁共振成像（MRI）或?qū)Ч懿迦胄g(shù)來(lái)測(cè)量。在急性心力衰竭中，心肌無(wú)法維持足夠的CO，如果不治療則導(dǎo)致慢性心力衰竭甚至死亡。

　　目前，沒有用于遠(yuǎn)程和準(zhǔn)確監(jiān)控CO和SV的家庭解決方案。出現(xiàn)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(jiān)測(cè)血氧飽和度和其他生命體征，直至穩(wěn)定。

　　美國(guó)羅切斯特理工學(xué)院的研究目的，旨在證明智能馬桶座的心血管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠測(cè)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(jiān)測(cè)系統(tǒng)完全獨(dú)立，電池供電，無(wú)線和可清潔，所有傳感器和電子儀器集成在座椅內(nèi)。

　　該座椅可以用于測(cè)量心臟的心電圖（ECG），測(cè)量與心動(dòng)周期相關(guān)的機(jī)械力的心沖擊描記圖（BCG）和用于測(cè)量心臟周期的光電容積描記圖（PPG）測(cè)量。

　　測(cè)量心電圖（ECG），光電容積描記圖（PPG）和心沖擊描記圖（BCG）測(cè)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(duì)18名受試者進(jìn)行為期8周的醫(yī)院級(jí)生命體征監(jiān)測(cè)，并將基于馬桶座的血壓和外周血氧合估計(jì)值進(jìn)行比較。

　　在測(cè)試中，受試者不能說(shuō)話、小便或排便，要像往常一樣坐在家中。因?yàn)榕拍蚝团疟憧梢愿淖兠坎敵隽浚⊿V）和心率（HR）。Conn 表示，在未來(lái)，公司計(jì)劃將排除的那部分尿便時(shí)刻的數(shù)據(jù)整合到算法中來(lái)。

　　測(cè)試結(jié)果顯示，基于馬桶座的心血管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)成功地證明了血壓，每搏輸出量和血氧飽和度與醫(yī)院的黃金標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果一致。該系統(tǒng)可以捕獲以前無(wú)法實(shí)現(xiàn)的家庭心臟數(shù)據(jù)。

　　“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(yī)生。不過(guò)，還需要通過(guò)臨床試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。” Conn說(shuō)。

　　Conn 表示，一家醫(yī)院接納150名出院后再住院的患者，每年損失可高達(dá)50萬(wàn)美元，而Heart Health Intelligence公司150個(gè)智能馬桶座的成本僅為20萬(wàn)美元左右。

　　馬桶相關(guān)的健康檢測(cè)技術(shù)

　　據(jù)雷鋒了解，美國(guó)羅切斯特理工學(xué)院研發(fā)的這款智能馬桶蓋并不是“廁所”檢測(cè)健康狀況的第一例。Google、英國(guó)劍橋大學(xué)、日本松下等均開發(fā)有智能馬桶。

　　Google的一項(xiàng)專利描述了未來(lái)的智能浴室。浴室中配備多個(gè)非侵入式健康監(jiān)測(cè)儀器，包括超聲波浴缸以及壓力傳感馬桶，可以全面監(jiān)測(cè)用戶的心血管健康。

　　其中，壓感馬桶座圈不僅可測(cè)量血壓，還能分析人體排泄?fàn)顩r 。專利稱，這一技術(shù)可以探明“人體生理系統(tǒng)的功能狀態(tài)及趨勢(shì)”，因此它可以在疾病形成之前對(duì)人發(fā)出警示。

　　2018年，英國(guó)劍橋大學(xué)科學(xué)家設(shè)計(jì)出的一款可以檢測(cè)用戶健康的智能馬桶，通過(guò)“尿檢”，對(duì)人體健康狀況進(jìn)行分析。

　　據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，這款智能馬桶內(nèi)置的光學(xué)傳感器可將尿液中的生物標(biāo)記物捕獲在金納米粒子之間，并使它們發(fā)出不同的顏色，從而能夠測(cè)量它們的濃度水平，被監(jiān)測(cè)的生物標(biāo)記可以揭示很多有關(guān)人的身體的信息。

　　該款智能馬桶還可以將監(jiān)測(cè)報(bào)告發(fā)送至手機(jī)上，甚至提醒用戶的私人醫(yī)生。

　　松下的智能馬桶除了測(cè)體脂肪率、體水分含量、肌肉水平等數(shù)據(jù)外，還可進(jìn)行尿液檢測(cè)。用戶只需在如廁時(shí)將尿液樣本放置于尿液檢測(cè)儀內(nèi)，它即可對(duì)尿液成分進(jìn)行自動(dòng)分析，讀取尿液PH值、潛血、肌酐等7大常規(guī)數(shù)據(jù)，為健康自測(cè)提供相應(yīng)的依據(jù)。

　　不過(guò)，目前大多數(shù)與健康有關(guān)的廁所技術(shù)側(cè)重于分析馬桶池內(nèi)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(cè)出身體疾病。