摘要 近年來，我國心血管疾病的發(fā)病率正逐年升高，冠狀動脈粥樣硬化性心臟病、心力衰竭、高血壓等心血管疾病病人的治療主要包括住院時的常規(guī)藥物治療和出院后的家庭心臟康復治療，但是大多數(shù)病人只停留在藥物治療方面，家庭心臟康復治療并未被重視。可穿戴設備包括遠程心電監(jiān)測設備、可穿戴智能手環(huán)、可穿戴織物胸帶、可穿戴貼片等，通過與人體接觸的電子設備，將病人的各項指標提供給醫(yī)生，可以隨時監(jiān)測病人的生命體征，在心血管疾病病人家庭心臟康復治療過程中提供幫助。現(xiàn)從可穿戴設備對心血管疾病風險人群的體征監(jiān)測和心源性猝死高危人群的緊急除顫方面進行概述，為臨床醫(yī)生在實際工作中對于可穿戴設備的選擇方面提供幫助。

關鍵詞 心血管疾??；可穿戴設備；遠程監(jiān)測；心臟除顫；綜述

doi：10.12102/j.issn.1672-1349.2024.20.013

基金項目 陜西省衛(wèi)生健康科研基金項目（No.2022A008）；延安大學大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目（No.D2022130）

作者單位 1.延安大學醫(yī)學院（陜西延安 716000）；2.延安大學數(shù)學與計算機科學學院；3.延安大學附屬醫(yī)院（陜西延安716000）

通訊作者 周靜，E-mail：25891082@qq.com

引用信息 孫家璇，杜躍，曾一，等.可穿戴設備在心血管疾病治療中的應用進展［J］.中西醫(yī)結合心腦血管病雜志，2024，22（20）：3728-3730.

應用于醫(yī)學領域的可穿戴設備也稱可穿戴醫(yī)療監(jiān)護設備，是指可穿戴于身體進行活動，依托各種功能模塊，實現(xiàn)監(jiān)測、存儲和傳輸佩戴者各項生理參數(shù)的作用；通過網(wǎng)絡與服務器或平臺連接，為醫(yī)生遠程診斷提供依據(jù)的用于醫(yī)療健康用途的微型電子設備^［1］ 。目前成熟的可穿戴設備主要為遠程心電監(jiān)測設備、可穿戴智能手環(huán)、可穿戴織物胸帶、可穿戴貼片?？纱┐髟O備的技術特點與我國家庭心臟康復的迫切需求不謀而合，隨著可穿戴技術的不斷發(fā)展與可穿戴產(chǎn)品的更新，如今可穿戴設備的應用并不局限于家庭心臟康復階段，還包括心血管疾病風險人群的體征監(jiān)測和對于猝死高危人群緊急除顫的可穿戴式心臟除顫器，可有效降低佩戴者死亡風險^［2］。

1 可穿戴設備種類

1.1 遠程心電監(jiān)測設備

遠程心電監(jiān)測是指將病人佩戴的非侵入性心電移動設備所采集的心電信息， 通過導聯(lián)兼容的數(shù)字式全信息記錄發(fā)射器連續(xù)采集并將檢測到的異常心電信息反饋至醫(yī)院監(jiān)測中心^［3］，實時監(jiān)測佩戴者心臟電生理變化 ，由醫(yī)師對異常心電圖進行診斷并將診斷結果反饋給病人，可及時發(fā)現(xiàn)并對心電活動異常的病人遠程指導救治^［4］。

1.2 可穿戴智能手環(huán)

作為使用最廣泛的可穿戴設備，可穿戴智能手環(huán)大多通過內(nèi)置芯片和傳感器，依托手機使用，將生理數(shù)據(jù)通過藍牙發(fā)送至手機，并通過手機實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的進一步分析處理，可被用于睡眠模式、心率、跑步速度等日常的監(jiān)測^［5］，還可用于老年疾病和某些特殊疾病的臨床輔助監(jiān)測^［6］。

1.3 可穿戴織物帶

可穿戴織物帶監(jiān)測系統(tǒng)由兩個子系統(tǒng)組成：首先是可穿戴數(shù)據(jù)采集硬件，其中集成了用于獲取生物醫(yī)學參數(shù)的傳感器，其次是互聯(lián)網(wǎng)的遠程監(jiān)控站，用于遠程醫(yī)療應用^［7］?？纱┐骺椢镄貛У呐宕鞣绞蕉酁閲@在胸骨水平，將數(shù)據(jù)采集硬件固定于織物帶，監(jiān)測心電圖（ECG）、R-R間期、體溫、呼吸頻率等生理數(shù)據(jù)。

1.4 可穿戴貼片

可穿戴貼片分為兩類：一種為微流體平臺，該平臺具有傳感功能并可傳輸信息，通過微針傳感器對人體汗液中的各種離子和大分子進行采集分析^［8］；一種為通過可黏合面直接固定于胸前的包含傳感器和電子模塊的小型貼片，收集心臟活動的生理數(shù)據(jù)。

2 可穿戴設備用于心血管疾病風險人群的體征監(jiān)測

2.1 遠程心電監(jiān)測設備

遠程心電監(jiān)測設備可收集佩戴者的生物電信號，對電位變化進行測量和記錄，最終計算并轉化為心電圖^［9］?？纱┐魇竭h程心電監(jiān)測是以無線遠程24 h動態(tài)心電信號實時采集、處理、無線通信、存儲和顯示為基礎，基于十二導聯(lián)穿戴式動態(tài)心電實時監(jiān)控終端，4G/5G網(wǎng)絡和云平臺共同運行，實現(xiàn)對遠程心率實時動態(tài)監(jiān)控的功能^［10］。遠程心電監(jiān)護可以實時觀測心電圖的異常變化，彌補了病人發(fā)病時動態(tài)心電圖的缺失。南京鼓樓醫(yī)院心血管內(nèi)科監(jiān)護室林芳等^［11］依托北京麥迪克斯科技有限公司生產(chǎn)的12導聯(lián)動態(tài)心電記錄分析系統(tǒng)構建并運行遠程實時心電監(jiān)護系統(tǒng)，院外病人佩戴終端通過4G/5G將收集到的生理數(shù)據(jù)傳輸至云平臺進行預處理后反饋回醫(yī)院進行實時監(jiān)測并由監(jiān)管醫(yī)師做出診斷。試驗進行一段時間后進行意見調(diào)查，院內(nèi)病人佩戴后活動自由度增加，改善了傳統(tǒng)有線心電監(jiān)護時病人活動區(qū)域固定在床邊的短板；避免病人因個人生活需要自主拔除心電監(jiān)護的可能，提高病人的依從性，降低了病人在拔除心電監(jiān)護期間發(fā)生心血管事件危及病人生命的風險。并且對出現(xiàn)異常心率的院內(nèi)佩戴病人均能實施及時的搶救治療，病人對醫(yī)護人員的信任度和住院期間安全感增加，醫(yī)護人員與病人均認為遠程實時心電監(jiān)護系統(tǒng)使用體驗良好。

2.2 可穿戴智能手環(huán)

可穿戴智能手環(huán)監(jiān)測生命體征的原理基于容積脈搏波描記法（PPG），內(nèi)置可采集人體心率、血氧、腦電和心電等生命特征信號高精度感應芯片^［12］ 。目前有完整臨床應用過程并進行具體研究的設備有華為手環(huán)和蘋果手環(huán)，由于華為手環(huán)的Huawei Heart Study中所有實驗對象均從國內(nèi)各地選取，更加符合我國可穿戴智能手環(huán)應用現(xiàn)狀。Guo等^［13］研究使用華為品牌旗下的HONOR BAND 4、HUAWEI WATCH GT與HONOR WATCH設備，結合可穿戴設備與APP，在全國18歲以上特定人群中進行心房顫動動篩查，通過14 d的佩戴對具有心房顫動風險的病人通過移動心房顫動APP“MAFA”反饋給醫(yī)院進行臨床評估進一步確認心房顫動風險，并且MAFA可為臨床醫(yī)生提供風險評估建議協(xié)助醫(yī)生進行決策。病人可以直接通過可穿戴設備的MAFA APP進行心律監(jiān)測，也可使用手機啟動APP進行監(jiān)測。通過PPG算法主動或周期性的篩選不規(guī)則脈波。佩戴者可在靜息狀態(tài)下主動測量并收集45 s的PPG信號，周期性的測量每10 min進行1次持續(xù)60 s的PPG信號采集，無論佩戴何種設備均顯示出了較高的特異度、靈敏度、準確度。最終結果顯示，80%的心房顫動高危病人接受了抗凝治療，降低了腦卒中及其他并發(fā)癥的發(fā)生率。根據(jù)調(diào)查得出結論基于可穿戴設備的PPG技術是一種可大規(guī)模使用的有效居家心房顫動篩查技術。由此可以認為佩戴可穿戴智能手環(huán)是一種篩選防治心房顫動的有效手段。

除華為與蘋果手環(huán)之外，樂心醫(yī)療研發(fā)的智能手環(huán)mambo HR可以精準測量心率；華碩研發(fā)的以血壓檢測和AI健康管理功能為主的智能手環(huán)ASUS VivoWatch BP，也已通過臨床檢驗標準，可入臨床使用。Apple Watch Series 7同樣應用了傳感器和相應APP，不僅可測量血氧水平，并且可顯示單通道心電圖波形為醫(yī)生提供參考數(shù)據(jù)。

2.3 可穿戴織物帶

可穿戴胸帶基于ECG監(jiān)測，是對傳統(tǒng)ECG心電監(jiān)測設備的改良。傳統(tǒng)監(jiān)測使用的電極Ag/AgCl一次性電極片或心電夾均沾有導電膠，長期使用后導電膠干化會導致電極脫落，導電膠長期與皮膚接觸，可能使皮膚過敏或潰爛，從而給佩戴者造成不必要的痛苦及不便。可穿戴織物胸帶實現(xiàn)了無線非接觸式心電監(jiān)護，可佩戴于內(nèi)衣或襯衫上，徹底避免了佩戴者因接觸心電傳感器帶來的任何不適感。Rogers等^［14］驗證了芬蘭研發(fā)的Movesense醫(yī)療模塊，作為新型單通道心電圖分析胸帶傳感器，Movesense醫(yī)療模塊已經(jīng)注冊為Ⅱa類醫(yī)療器械，用于佩戴者單通道心電圖、心率和 RR 間期的監(jiān)測。該研究選取了21名志愿者同時佩戴Movesense醫(yī)療模塊和常規(guī)12通道心電圖監(jiān)測進行運動試驗，探索Movesense醫(yī)療模塊是否可以準確無誤地記錄佩戴者的心率變異性。實驗結果顯示，胸帶傳感器與12通道心電圖在RR間期、RR間期標準差（SDNN）和相鄰RR間期差值的均方根（RMSSD）的測量結果顯示出高度一致性；并且實驗結果還證明Movesense醫(yī)療模塊可以通過單通道心電圖區(qū)分噪聲和心律失常，可以用于健康或疾病人群的遠程移動ECG監(jiān)測記錄。Iqbal等^［15］開發(fā)的可穿戴腰帶經(jīng)臨床試驗證實可以穩(wěn)定、準確地對佩戴者靜息狀態(tài)和運動狀態(tài)下心力衰竭相關生理參數(shù)如胸阻抗、心率、心電圖等進行監(jiān)測并上傳至終端自動分析，并預計在未來推出靈敏度、特異度更高的可穿戴模塊。

針對使用心電圖不便診斷是否存在心臟瓣膜的結構異常與不能監(jiān)測心臟是否有雜音的缺點，陳正豪^［16］設計并實現(xiàn)了一套可穿戴心音監(jiān)測裝置，研發(fā)出可固定于織物胸帶的心音監(jiān)測裝置，實現(xiàn)了心音實時聽診功能?？稍谂宕髡哽o止或輕微運動狀態(tài)下實現(xiàn)長期動態(tài)心音監(jiān)測并將采集到的心音數(shù)據(jù)實時顯示為心電圖或?qū)?shù)據(jù)存儲以實現(xiàn)后續(xù)處理分析。

2.4 可穿戴貼片

可穿戴貼片可用于冠心病等慢性病人群的日常健康監(jiān)測與心血管疾病術前術后的日常監(jiān)測，與可穿戴織物胸帶同樣基于心電圖監(jiān)測。Stehlik等^［17］基于可穿戴胸片與移動手機APP對100例心力衰竭病人進行監(jiān)測，所有研究對象均被要求出院后30～90 d內(nèi)24 h佩戴可穿戴胸片，佩戴期間對病人的ECG波形、皮膚阻抗、體溫、心率、異常心率、呼吸頻率等數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測并收集上傳至云分析平臺，云分析平臺會對心力衰竭病人再入院的可能性進行預測，期間病人的活動不受任何限制，以心力衰竭病人出院后再次加重入院作為研究終點。最終根據(jù)統(tǒng)計結果得出結論，可穿戴貼片的佩戴可以對心力衰竭病人未來的加重及再入院進行準確的早期預測。通過可穿戴貼片和云分析平臺結合約在病人心力衰竭加重前6.5 d即可發(fā)出警報，從而實現(xiàn)對病人的及時干預治療，有效降低心力衰竭病人的死亡率。證實了可穿戴貼片應用于心血管疾病病人臨床治療的可行性與準確性。國內(nèi)成熟產(chǎn)品如博聲醫(yī)療研發(fā)的單導聯(lián)心電貼可連續(xù)監(jiān)測24 h動態(tài)心電圖，通過連接APP實時傳輸心電圖波形并生成單導動態(tài)心電圖自動分析報告，也可申請反饋給醫(yī)生在線進行監(jiān)測診治。

3 可穿戴設備用于心源性猝死高危人群的緊急除顫

可穿戴式心律轉復除顫器（WCD）是一種臨時性治療選擇，適用于心臟性猝死高危病人緊急除顫和暫時不適合植入心律轉復除顫器（ICD）的病人。WCD將ECG與心臟起搏整合于一體，持續(xù)監(jiān)測并分析病人的雙通道ECG，在監(jiān)測到有可能危及佩戴者生命的心律失常時發(fā)出警報。佩戴者有意識時可通過終止按鈕停止除顫，若病人無意識未按下終止按鈕，WCD即會發(fā)出提示使周圍人員遠離佩戴者并進行電擊除顫^［18］。國內(nèi)有學者將WCD與遠程心電監(jiān)測聯(lián)合應用^［19］，將WCD記錄到的異常心率通過藍牙等方式實時上傳至云端，立即通過人工干預確認病人情況，再根據(jù)病人情況判斷是否進行除顫，盡可能消除誤判和誤除顫。我國5所醫(yī)學中心參與WCD的研究，結果顯示：18例病人隨訪3個月期間堅持穿戴超過1個月。穿著時感到的不適主要是除顫背心會影響睡眠和偶爾發(fā)出的無端警報。其中1例病人在隨訪過程中共監(jiān)測到13次心室顫動，均在1次除顫后治療成功。在佩戴期間并未發(fā)生誤放電的情況^［20］，為我國應用WCD提供了準確的參考數(shù)據(jù)。目前國外WCD技術已經(jīng)接近成熟并廣泛投入使用，國內(nèi)此方面技術仍處于臨床試驗階段，還存在許多問題。

4 小結與展望

近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)、智能算法等技術的飛速發(fā)展，可穿戴設備依托于這些技術也不斷突破技術難關，為醫(yī)生和病人之間的交流和溝通發(fā)揮了重要作用，也為心血管疾病病人的治療方面提供了幫助，同時提高了心血管疾病病人的生存質(zhì)量，降低了心血管疾病病人死亡率。國內(nèi)外學者紛紛對可穿戴設備的前景持樂觀態(tài)度，但不可否認的是目前我國應用于醫(yī)學領域的可穿戴設備依然處于發(fā)展階段，在各個領域都存在需要改進之處，不過相信將可穿戴設備應用于醫(yī)學領域在不久的將來可以為心血管疾病病人帶來巨大的便利，顯著提高病人生活質(zhì)量，推動我國醫(yī)學發(fā)展。

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（收稿日期：2023-04-03）

（本文編輯 王麗）