综述:使用可穿戴传感器进行疼痛评估与判定的方法:一项范围综述

【字体: 时间:2025年09月25日 来源:Medical & Biological Engineering & Computing 2.6

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  本综述系统评述了可穿戴传感器在疼痛评估中的应用,指出其虽无法直接测量疼痛,但可通过心率(HR)、心率变异性(HRV)、心电图(ECG)、皮肤电活动(EDA)、肌电图(EMG)、表面肌电图(sEMG)、光电容积脉搏波(PPG)、皮肤温度和脑电图(EEG)等生理指标关联疼痛反应,为无法自我报告的患者提供非侵入性监测工具,但仍不能替代主观报告。

  

Abstract

目前尚无客观测量疼痛的金标准;可穿戴设备虽不能声称直接测量疼痛本身,但可通过生理信号提供相关性洞察。这篇范围综述综合了当前使用可穿戴传感器在儿童和成人群体中进行疼痛相关评估方法的证据。综述遵循PRISMA-ScR指南,系统性检索了PubMed、Cochrane Library、Scopus、Web of Science、CINAHL和Ovid MEDLINE数据库中截至2024年12月发表的研究。共有24项研究符合纳入标准。最常用的可穿戴设备包括商用智能手表、腕带和多传感器平台。与疼痛反应相关的生理指标包括心率(HR)、心率变异性(HRV)、心电图(ECG)、皮肤电活动(EDA)、肌电图(EMG)、表面肌电图(sEMG)、光电容积脉搏波(PPG)、皮肤温度和脑电图(EEG),这些指标反映了自主神经、肌肉和神经系统的活动。可穿戴传感器是一种有前景的非侵入性工具,可用于捕捉与疼痛相关的生理反应,特别是在言语自我报告不可行的情况下。尽管这些设备可能支持更灵敏和连续的疼痛监测,但它们不能替代自我报告措施,也不应被解释为提供客观的疼痛测量。

Graphical abstract

图形摘要通过示意图展示了可穿戴传感器如何通过多模态生理数据(如ECG、EDA、EEG等)连续监测疼痛相关反应,并强调其与自我报告之间的互补关系,而非替代关系。

综述深入探讨了可穿戴技术在疼痛评估中的应用现状与挑战。疼痛作为一种复杂的主观体验,其客观量化一直是临床实践和科学研究中的难题。可穿戴传感器的出现为这一领域带来了新的可能性,它们能够非侵入性地、连续地监测多种生理信号,从而间接反映疼痛引起的生理变化。

在设备应用方面,商用智能手表、腕带和集成多传感器的平台成为研究的主流选择。这些设备便于佩戴,适合长期监测,为在自然环境中收集疼痛相关数据提供了便利。

在生理指标方面,研究涵盖了多个系统的反应。自主神经系统活动通过心率(HR)、心率变异性(HRV)、心电图(ECG)和皮肤电活动(EDA)来表征;肌肉系统的反应通过肌电图(EMG)和表面肌电图(sEMG)来捕捉;而神经系统的活动则通过脑电图(EEG)进行记录。此外,光电容积脉搏波(PPG)和皮肤温度也被用作辅助指标。这些指标共同构成了一个多维度、综合性的疼痛评估框架。

该综述特别强调了可穿戴技术的应用场景优势,尤其是在儿科患者、术后患者或沟通障碍患者中,当言语自我报告无法实施时,可穿戴设备提供了一种宝贵的替代监测方法。

然而,作者也明确指出其局限性。这些设备所测量的仍然是生理参数的相关变化,而非疼痛本身。疼痛的本质是主观的,因此自我报告仍然是疼痛评估的基石。可穿戴设备的作用在于补充和增强传统的评估方法,提供更动态、连续的数据,但不能将其结果解读为“客观的疼痛测量”。未来的研究需要进一步验证这些指标的敏感性和特异性,并建立标准化的数据解读框架。

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