如今，在5G、物联网等新基建发展的推动下，智能可穿戴式心电设备运用数字化技术可提高工作效率及临床诊断的准确性，在不同的医疗场景中体现出较大优势。值得提出的是，心电设备企业不仅需要在设备本身上创新，还要在服务上提供智能化整体解决方案，以满足不同用户的需求。
实现心电监测的两大技术
随着人口老龄化进程加速，我国心血管病患病率呈上升趋势。国家心血管病中心发布的《中国心血管健康与疾病报告2020》显示，心血管疾病位列我国城乡居民疾病死因之首，每5例死亡中就有2例死于心血管疾病。实时监测心脏活动对心脏病预防和早期发现具有重要意义，但常规心电监护设备具有体积大、价格较高、不易携带等局限性。智能可穿戴心电设备将心电监护设备与手机终端结合起来，能够持续监测心脏电生理活动，使心电监测进入家庭成为可能。
目前，动态心电监测主要有心电图（ECG）和光电容积图（PPG）两种信号收集技术。ECG需要将电极与身体连接来测量心脏电活动信号。PPG的原理与ECG不同——心跳产生的压力波会通过血管进行传递，改变血管直径——PPG正是利用这个变化，无需测量生物电信号就能获得心脏功能信息。
ECG主要利用贴在人体皮肤表面的电极监测心脏的电位传动。心脏在每个心动周期中，起搏点、心房、心室相继兴奋，并伴随着心肌细胞动作电位的变化，这些生物电的变化即为心电。捕捉生物电信号再经过数字化处理，就能输出准确、详细的心脏健康信息。ECG是医疗设备常用的、目前最准确的测量心率的方法。一些智能穿戴设备配备的传感器可以通过测量心肌收缩的电信号来判断使用者的心率情况，原理和ECG类似，这种方法的准确度相对较高。
PPG指的是光电容积脉搏波描记法，可用来监测心率。其原理是通过智能穿戴设备的绿色LED灯搭配感光光电二极管照射血管一段时间，由于红色的血液可以反射红光而吸收绿光，因此，在心脏跳动时，血液流量增多，绿光的吸收量随之变大；心脏跳动间隙血液流量会减少，吸收的绿光也会随之减少。这使PPG技术可根据血液的吸光度测量心率。具体而言，当一定波长的光束照射到皮肤表面时，光束将通过透射或反射方式传送到光电接收器，在此过程中，光束会被皮肤肌肉和血液吸收从而产生衰减，检测器检测到的光强度将减弱。其中，人体的皮肤、骨骼、肌肉、脂肪等对光的反射是固定值，而毛细血管和动静脉容积则在心脏的作用下随着脉搏不停变大变小。当心脏收缩时，外周血容量最多，光吸收量也最大，检测到的光强度最小；而在心脏舒张时情况则正好相反，使光接收器接收到的光强度随之呈脉动性变化，从而反映心脏活动情况。
可穿戴心电设备的不同打开“姿势”
根据佩戴方式的不同，可穿戴心电设备可以分为智能手环式、贴片式、手持式、医疗级多导式等。
目前市场上常见的可测心率的智能手环、手表大多采用PPG技术，内置光学心率监测器，特征是在传感器部位配备了绿色LED灯。这种技术方案已经比较成熟，采用该技术的智能设备价格相对较低。不过这种测量方法也存在一些缺点，比如耗电快，影响智能穿戴设备续航，同时也容易受环境光或皮肤表面的干扰，造成心率数据误差。因此，此类产品测得的数据通常只能用于日常健康状况追踪，不能用于医疗。
目前，很多主打健康功能的高端智能手表还同时配备了ECG功能，将ECG和PPG两种技术相结合能够实现更为准确的监测和显示。其中，苹果、华为、OPPO等以移动设备为主要业务的公司都已在该领域布局。
贴片式心电设备只有创可贴大小，通过两个专用电极从人体胸口皮肤上的两处采集点位信号，送入信号调理电路进行滤波，经放大等处理后可得到符合要求的模拟心电信号。
手持式心电设备无需使用粘贴电极片，常用模拟胸导联和双手导联，可满足用户快速心电监测的需求。由于此类设备需要用户手持或接触方能测量，因此仅能用于短时测量，无法进行长时监测。
在导联数大于7的情况下，可穿戴心电设备可以媲美医院心电图机。相比于单导产品，多导心电设备在提高了心律失常诊出率的同时，还将冠心病及高危人群（血脂异常、糖尿病等患者）纳入用户群，大大拓展了产品的适用场景和范围，同时也能打破单导联专业场景应用的局限性，便于医生准确把握病情，给出有针对性的解决方案。
应用场景将更加多元
如今，可穿戴心电设备的智能化不仅仅体现在设备本身上，还在于其能够结合智能化综合解决方案，给患者提供更好的使用体验和赋能服务。不仅如此，可穿戴心电设备还推动了分级诊疗的更好落地，方便院外心脏术后患者的健康管理，将在更多医疗场景中发挥优势。
提供智能化整体解决方案
为了让原本复杂的心电监测走入家庭，可穿戴心电设备不仅需要绘制出波形，同时还需要有算法研发团队研发出自动分析软件，为用户提示心电结果。即软件将采集的心电信息传送至后台，通过AI算法实现心电信息分析，分析后再将结果反馈回用户，使用户可以在手机终端看到简单易懂的分析报告。
通过在云服务器上搭建云平台，数据可存储在云端，医生、用户可查阅、保存、生成历史数据报告。用户检测结束后，其手机终端（用户版）依用户需要选择性上传测量数据，建立个人健康档案，医生可以通过手机终端（医师版）等方式实时接收用户的咨询请求，判读用户测量结果并回复问题。
辅助院外管理
通过可穿戴心电设备，用户可以在家中进行较长时间的心电监测，居家实时监测采集到的信息可以通过系统自动传输到医院的远程心电网络系统。一旦发现心脏有异常状况，医院后端数据监测人员将会及时通知患者接受进一步检查和治疗，这对于心脏疾病手术后需要监测健康情况的用户来说尤其适用。理想情况为，用户自动上传监测数据至云端，基层医生与用户交流后产生电子病历，三级医院接受电子病历后为用户提供合理的就医建议。
提高医疗效率
除了能更好地进行心脏疾病的长期管理外，可穿戴心电设备在诊前筛查、院前急救和术后康复方面均可发挥重要作用。
诊前筛查主要用于心血管疾病的初筛、非心脏疾病的手术评估、健康体检筛查等。目前，国内一些大型医院已经配备“可穿戴心电自助快速筛查设备”，医生开具申请单后，用户可以通过自助式可穿戴心电设备采集并上传数据，几分钟后即可利用自助打印机打印报告，提高了院内心电筛查的效率。
院前急救主要在120急救车上使用。患者发生心肌梗死等紧急情况时，患者家属或120急救人员可快速自助完成心电检查，并在患者去往医院的路上就将心电图资料传输到医院的远程心电网络系统，接诊医生看到后即可判断患者的病情并做好抢救准备，使患者到达医院后可以立即进行抢救，提高了急救效率。
术后对患者进行长时间心电监测，并及时发现心电异常变化，对心血管疾病的防治有重要意义。可穿戴心电设备可用于居家监测采集心电图，实现早发现、早诊断、早干预。同时，在科学运动处方指导下的心脏康复与心脏预防将大大降低患病率及复发率。
现阶段，互联网医疗及新技术蓬勃发展，精准度高的可穿戴心电设备是大势所趋。它不仅能帮助医生做辅助治疗、节省医生的时间和精力，同时还能使患者行动的自由度更高。如何搭建一个适用性强、用户体验好的服务平台，找准商业模式是各大厂商需要考虑的核心问题之一，相信可穿戴心电设备未来还会有更多可能。
（思宇医械观察供稿）