美國羅切斯特理工學(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(yī)院級監(jiān)測設(shè)備相當。
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，來將這項技術(shù)商業(yè)化。目的是提供一種FDA認可的設(shè)備。未來將對醫(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(fā)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(fā)生。在心力衰竭的整個管理和治療過程中，持續(xù)監(jiān)測血壓是至關(guān)重要的，因為最佳血壓控制是心力衰竭的主要目標。
據(jù)論文數(shù)據(jù)顯示， 心力衰竭每年花費美國估計為307億美元，預(yù)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(fā)病時常具有突發(fā)性和一過性的特點，許多心臟病患者在發(fā)病時并不在醫(yī)院，醫(yī)院無法記錄到當時的心電圖，而患者在醫(yī)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(wǎng)了解到，曾有專家做過實驗，在模擬排便時，人體腹內(nèi)壓增大的同時，血壓也會隨之上升，心率也相應(yīng)加快。中老年人或有多種疾病者往往有便秘，解大便時血壓上升得更高。這一切都會增加心臟負擔，可能導(dǎo)致心肌梗死。
美國羅切斯特理工學(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)測病情，降低患者再次住院率，設(shè)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(fā)的智能馬桶座圈使用電池供電，能將健康數(shù)據(jù)直接無線傳輸?shù)皆粕?，日?？梢允褂眉矣们鍧崉┣鍧?。無論何時用戶坐在馬桶上，該監(jiān)控系統(tǒng)都會不受干擾地自動捕獲心血管數(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圖，心臟磁共振成像（MRI）或?qū)Ч懿迦胄g(shù)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(dǎo)致慢性心力衰竭甚至死亡。
目前，沒有用于遠程和準確監(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)測血氧飽和度和其他生命體征，直至穩(wěn)定。
美國羅切斯特理工學(xué)院的研究目的，旨在證明智能馬桶座的心血管監(jiān)測系統(tǒng)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(jiān)測系統(tǒng)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(nèi)。
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(guān)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）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(yī)院級生命體征監(jiān)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(shù)據(jù)整合到算法中來。
測試結(jié)果顯示，基于馬桶座的心血管監(jiān)測系統(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)院的黃金標準測量結(jié)果一致。該系統(tǒng)可以捕獲以前無法實現(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，還需要通過臨床試驗進行驗證?！?Conn說。
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(guān)的健康檢測技術(shù)
據(jù)雷鋒了解，美國羅切斯特理工學(xué)院研發(fā)的這款智能馬桶蓋并不是“廁所”檢測健康狀況的第一例。Google、英國劍橋大學(xué)、日本松下等均開發(fā)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(jiān)測儀器，包括超聲波浴缸以及壓力傳感馬桶，可以全面監(jiān)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(shù)可以探明“人體生理系統(tǒng)的功能狀態(tài)及趨勢”，因此它可以在疾病形成之前對人發(fā)出警示。
2018年，英國劍橋大學(xué)科學(xué)家設(shè)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(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，從而能夠測量它們的濃度水平，被監(jiān)測的生物標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)測報告發(fā)送至手機上，甚至提醒用戶的私人醫(yī)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(shù)據(jù)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(nèi)，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(guī)數(shù)據(jù)，為健康自測提供相應(yīng)的依據(jù)。
不過，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出身體疾病。