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高齡護理技術發展概況

張淨涵、薛孝亭、洪立萍/ 發布日期:2023/11/16/ 瀏覽次數:274

一、高齡護理需求

近年來高齡人口快速成長、健康與疾病預防意識抬頭、AI與穿戴式裝置等數位科技的迅速發展等因素,帶動高齡護理產業蓬勃發展。高齡護理解決方案主要可分類為:健康監測、生活/行動輔助、即時檢驗(Point-of-care Diagnostics)、先進療法等類型。健康監測可遠距即時監測老年人健康狀態;生活/行動輔助科技可幫助老年人獨立生活並且減輕行動上的不便;即時診斷能預防延遲就醫;先進療法主要針對老化相關疾病治療,如關節炎、失智症、神經退化性疾病等(圖一)。

二、健康監測技術發展概況

生命體徵與心理健康監測、活動與跌倒偵測、位置追蹤等健康監測技術,可使老年人不需前往醫療機構即能獲得需要的照護,同時能預防緊急狀況,提高老年人於生活上的安全性與獨立性。依照裝置類型,高齡健康監測技術主要可區分為穿戴式監測裝置與非接觸式監測設備等,介紹如下:

(一) 穿戴式監測裝置
穿戴式監測裝置主要是藉由運動、壓力或生物標誌物感測器來監測使用者的生理參數(如葡萄糖、氧氣、pH値等)。先進的穿戴式裝置能夠同時檢測多種生理參數並且提供全面的健康見解,如汗液感測器能同時檢驗汗液中的離子、乳酸、代謝物、重金屬等參數。甚至於能與人工智慧技術整合,預測疾病進程或跌倒。例如印度Ducere開發出能預測跌倒風險的智慧手表Ainsoles。穿戴式監測裝置主要缺點在於老年人容易因為對此類設備不理解或不習慣使用,導致接受度不高。同時,穿戴式監測裝置需要定期充電且需正確配戴,否則將難以準確地量測。提高使用便利性(如減少配戴不適感或延長使用時間等)為此類裝置的研發重點。

(二) 非接觸式監測設備
非接觸式監測設備為透過紅外線、聲音、雷達等無線偵測技術,監測使用者身體狀態,包括呼吸、睡眠、運動等。例如都卜勒雷達感測器可以監測心律與運動;聲音檢測技術能透過咳嗽聲或鼾聲分析可能的疾病。使用者能將非接觸式監測設備安裝於房間內或床頭上,無須配戴於身上,能減少配戴的不適感以及須定期充電的不便。另外,非接觸式監測設備亦可同時監測多位老年人的狀態,能降低設備添購的成本。此類設備之主要缺點有:設備購買與安裝成本高;易受電磁波或光線干擾影響其精準度。另外,不論是穿戴式裝置與非接觸式監測設備皆會面臨隱私的議題,為健康監測裝置普及需克服挑戰。

 

三、新興生活/行動輔助技術發展概況

為了確保高齡生活的獨立性與安全性,並且提高其生活品質,能改善老年人的行動力、聽力、視覺或溝通能力之輔助科技,為近年來高齡護理關注的發展項目。新興生活/行動輔助科技包含:虛擬護理師、輔助機器人、智慧發藥機等,簡述如下:

(一) 虛擬護理師
虛擬護理師可以透過語音或文字與老年人交流,提供生活上的協助,包括:警報、健康諮詢、膳食建議、組織與優化老年人日常行動流程;以及醫療照護上的協助,包括檢查健康狀態、評估疾病風險、監測慢性疾病、預約門診、用藥提醒,甚至於能為高齡心理健康提供個人化心理支持。此項技術可以改善老年人的健康狀況,協助其實現獨立、無壓力的生活方式,同時有助於應對衛生工作者短缺的危機。近年來生成式AI等AI技術的進展,虛擬護理師能以更接近真人交談的型式回應。


(二) 輔助機器人
常見的輔助機器人包括:護理機器人、行動輔助機器人/外骨骼機器人、社交機器人等。護理機器人可以提醒用藥、監測老年人的健康狀況、提供遠距護理與認知訓練等。行動輔助機器人/外骨骼機器人可以協助行動不便的年長者移動與站立,提升安全性,例如可以幫助老年人從床上或馬桶上站起來。另外,社交機器人能與使用者互動,提供孤獨老年人陪伴感。同時此類機器人還可播放影音、收發訊息,並且幫助老年人與朋友和家人保持聯繫。近期感測器、人工智慧等數位科技的進展,賦予輔助機器人更多先進的功能,並且改善老年人的使用體驗。例如環境感測器、陀螺儀等先進感測器與人工智慧技術,能使行動輔助機器人具備自動導航的能力,並且能預防使用者跌倒。


(三) 智慧發藥機
對於患有多種疾病且需要服用多款藥物的老年患者而言,藥物服用順序與流程需要仔細安排與管理。服藥遵從性(medication adherence)差會嚴重影響高齡的整體健康。智慧發藥機結合遠距醫療、人工智慧、互聯網、感測器等先進技術,能根據使用者的服藥需求,在正確的時間幫助使用者服用正確劑量的藥物,同時能追蹤與紀錄老年人的用藥狀況。例如,重量感測器能檢測藥物患者服用的藥物劑量;先進的視覺偵測器能確認老年人是否有正確且按時服藥;人工智慧技術能同時分析老年人健康狀態調整用藥並提供個人化建議;透過互聯網能使家人與護理人員得以追蹤老年人的服藥遵從性。

 

四、學研界投入高齡護理技術開發

目前高齡健康監測技術的研發能量著重於檢測與預防跌倒,以及一般健康與認知功能之監測。例如:新加坡大學(National University of Singapore)開發出能監測認知能力的智慧手錶;輔英(Fooyin University)大學發展跌倒偵測與預防系統;智利瓦爾帕萊索大學(Universidad de Valparaiso)投入遠距健康監測平台之開發,以監測老年人跌倒、夜尿症(nocturia),以及濕度、一氧化碳等環境參數。此外,虛擬護理師亦是另一研發重點,其著重於協助失智症等老年人管理健康(含心理健康)。例如德州大學健康科學中心(University of Texas Health Science Center)設計出個人化語音飲食助理,以管理失智症患者的飲食。輔助機器人著重於改善身體活動能力,並且提供失智症與阿茲海默症患者認知行為方面的治療。例如香港大學(University of Hong Kong)的i-REACH計劃正在開發軟式外骨骼機器人(soft exoskeleton)。

 

五、高齡護理創新案例

(一) 透過語音分析長期且大規模地監測與篩檢心律不整患者
開發單位/廠商:以色列Cardiokol
心房顫動(AFib)會增加中風的風險,且罹患此疾病之患者通常沒有明顯症狀且難以早期發現。Cardiokol開發出以語音分析為基礎的數位生物標記與應用程式,可用於監測和篩檢具有心律不整風險的患者。當患者使用智慧型手機等設備與其他人交談時,Cardiokol的應用程式會在後台運行,並透過人工智慧演算法分析患者的語音與心電圖,計算罹患AFib的風險。此應用程式可適用於手機以及電信雲端平台等設備上,不須額外安裝其他硬體設備,對高齡友善,且能實現長期、低成本且大規模的遠距篩檢。
目前Cardiokol的應用程式已取得歐盟許可。未來Cardiokol規劃除了持續精進AFib檢測技術以外,同時將評估其技術於不同疾病的應用。


(二) 行走復健與動作捕捉裝置
開發單位/廠商:美國Evolution Devices
Evolution Devices發展重心主要著重於復健儀器與技術之研發。其推出之產品 EvoWalk為採用人工智慧技術的穿戴式肌肉刺激器與應用程式,能協助使用者進行行走復健,並可針對患者體態調整刺激模式,同時能制定個人化的復健計畫。另外,Evolution Devices亦結合攝影機與人工智慧技術,開發出動作捕捉裝置 EvoVision。此裝置能捕捉患者步行與運動動作,並且能與 EvoWalk互相搭配,幫助使用者追蹤其復健成效。


(三) 有助於提升患者服藥遵從性的智慧發藥機 
開發廠商:美國Hero Health
美國Hero Health開發出智慧發藥機Hero,以及搭配使用的藥物管理應用程式。Hero能於設定的時間發送合適的藥物與劑量供患者服用,最大可儲存十種藥物共約90天的劑量,且適用於各種尺寸與形狀之藥物。藥物管理應用程式能追蹤患者服藥狀況,並且發送服藥提醒。另外,Hero亦能與醫院地電子病歷系統整合,醫護人員得以遠距監控患者的服藥狀況。

 

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