王炳昊:东南大学电子科学与工程学院教授
董霖宇:东南大学电子科学与工程学院学生
刘澄玉:东南大学仪器科学与工程学院教授
心血管疾病具有患病率高、致残率高和死亡率高的特点,成为世卫组织报道的全球头号死因。数据指出,由心血管疾病造成的死亡占所有因疾病死亡的三分之一,其中有八成的死亡发生在中低收入国家。心电监测可以有效地预防心血管疾病,近年来,心电监测技术日新月异,人类对心电监测的探求更是可以追溯到100多年前。1887年,英国生理学家奥古斯塔斯·沃勒(Augustus Waller)用汞毛细管静电计记录了第一张人体心电图。1902年,荷兰生理学家、诺贝尔奖获得者艾因特霍芬(Einthoven)第一次使用弦线电流计,记录到适用于临床的心电波形。现如今,心电监测在临床中已有极为广泛的应用。
与临床12导联同步静态心电图机不同,24 h的心电动态监测可用于发现心律失常和心肌缺血等更多的心脏问题,可以有效降低心血管疾病的致残率和致死率。然而,人口老龄化和紧缺的医疗资源使得目前的医疗体系难以对所有患者都提供长时间的心电检测服务,这便要求未来的医疗从医院诊疗向健康监护预防的模式进行转变,全球疫情流行大大地加快了这种转变的进程。因此,便携的、可长时间监测的可穿戴心电仪对人类健康具有重大意义。
为实现长程动态心电监测,美国生理学家诺曼·杰弗里斯·霍尔特(Norman Jefferis Holter)在1949年开发了第一款重达35千克的可无线记录动态心电图的设备,通过不断改进,1961年便携式动态心电监测装置质量已减小至1千克。至此,以他名字命名的动态心电监测仪在全球范围内广泛使用。轻便的可穿戴心电仪可追溯到20世纪90年代,佐治亚理工学院贾亚拉曼(Jayaraman)教授团队设计了第一款可用于心电监测的交互式织物可穿戴系统—智能衬衫。2014年美国食品和药物管理局(FDA)批准了第一款六导联个人心电图设备—KardiaMobile 产品,标志着可穿戴心电仪正式迈入“医疗级产品时代”,随后集成心电监测的智能手表、手环等产品广泛地进入消费者市场。