陈元秀教授：穿戴式心电设备的临床应用进展 | OCC-WCC 2024

近年来，随着医疗技术与无线网络技术的发展，可穿戴式心电设备以其无创检测、性能稳定、使用方便等诸多优点受到广泛关注和应用。可穿戴心电设备与散点图、人工智能等相结合，增强了对心律失常的识别与诊断能力，患者在院外就可实现对心律失常等事件的监测，从而可及时得到诊断与治疗。在第十八届东方心脏病学会议和世界心脏病学大会（OCC-WCC 2024）上，来自武汉大学人民医院的陈元秀教授就穿戴式心电设备的临床应用进展等内容进行了分享。

可穿戴心电设备的技术原理

➤目前的动态心电监测主要采用心电描记法（ECG）和光电容积脉搏波描记法（PPG）两种信号收集技术。

①ECG通过生物电来进行检测，利用人体皮肤表面贴上的电极，可以侦测到心脏的电位波动。心脏在每个心动周期中，由起搏点、心房、心室相继兴奋，伴随着无数心肌细胞动作电位变化，这些生物电的变化称为心电，通过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。

②PPG的原理是当一定波长的光束照射到皮肤表面时，光线将透过血管所在部位各级组织再反射回收至光电接收器。其中，人体的皮肤、骨骼、肌肉等没有容积改变，而毛细血管和动静脉则在心脏的作用下随着脉搏搏动不断发生容积变化，相应接收的光电信号会有一定衰减，使光电接收器接收到的光强度随之呈脉动性变化，通过光电转化，利用算法计算心率等信息。

可穿戴心电设备分类

根据佩戴方式不同，可穿戴心电设备可分为：智能手环式、手持式、贴片式和医疗级多导联式。

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智能手环式心电设备

（1）PPG技术设备

目前市场上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，传感器部位配备了绿色LED灯。目前该技术方案已经比较成熟，因而价格相对较低。但也存在一些缺点，如耗电快，影响续航，同时容易受环境光线或皮肤表面干扰，造成心率数据误差。在精准度方面，此类产品大多数只能作为日常数据的追踪，不能满足医疗级要求。

（2）ECG结合PPG技术设备

现在，很多主打健康的高端智能手表也同时配备了ECG功能，将ECG和PPG两种技术相结合，能够更为准确的监测和显示心率。其中苹果、华为、OPPO等以移动设备为主的公司都已在该领域布局并获得相关医疗审批。

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手持式心电设备

手持式心电设备不需要粘贴电极片，常用的是模拟胸导联和双手导联，可满足用户进行快速心电检测的需求。此类设备需要用户手持或接触方能测量，在用户体验上仅能满足短时测量的场景，无法进行长时监测。

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贴片式心电设备

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点采集点位信号，送入信号调理电路进行滤波、放大等处理后得到符合要求的模拟心电信号。

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医疗级多导联式可穿戴心电设备

多导联（导联数＞7）心电设备能比较完整地记录并反应心脏的心电图动态改变，可以诊断出绝大多数心律失常和部分心肌缺血、心肌梗死等。多导联心电设备在扩增产品的适用场景和范围的同时，也跳出单导联的专业场景应用的局限性，便于医生准确把握患者病情，给出针对性解决方案。

陈教授表示，目前可穿戴式心电设备种类非常多，但无论消费级或医疗级可穿戴式心电设备的监测效果尚无法满足临床医生的要求。

可穿戴心电设备的智能化趋势

现在的可穿戴心电设备不仅仅是设备本身，还会结合智能化的综合解决方案，为患者提供更好的使用体验和赋能服务；同时，通过可穿戴的心电设备，也能够帮助加速分级诊疗，方便院外心脏术后的患者管理。在众多医疗场景中，可穿戴心电设备也在不断发挥它的优势。

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心电设备+AI算法+医疗服务，提供智能整体解决方案

为了让原本复杂的心电产品走入家庭，心电设备不仅要绘制出波形，同时还有算法研发团队做自动分析软件，为用户提示心电结果，使监测结果更加简单易懂。软件将采集的心电信息传送至后台，通过AI算法实现心电信息反馈、分析后，再反馈回用户。患者可以通过手机APP查看分析报告。

但目前可穿戴心电设备对P波、ST段等的监测分析与标准12导联心电设备无法比较，还存在一定差距。

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加速分级诊疗，辅助院外管理

通过可穿戴心电设备，患者在家中即可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。一旦发现心脏异常状况，医院后端数据监测人员将会及时通知患者来院接受进一步的检查和治疗，尤其适用于心脏疾病术后需要监测的患者。

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多场景应用，提高医疗效率

可穿戴心电监测设备在就诊前筛查、院前急救和术后康复等方面也可以发挥重要的作用。

√院内筛查：主要用于心血管疾病的初筛、非心脏疾病的手术评估以及健康体检筛查等。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监测设备采集并上传数据，几分钟后即可前往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急救人员均可自助快速完成心电检查，并在患者来院途中第一时间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病情并做好急救准备，患者来院后可以立即进行抢救，提高急救效率。

√术后康复：术后对患者进行长时间心电监测，及时发现心电异常变化，对心血管疾病的防治具有重要意义。通过可穿戴式心电设备，在科学运动处方指导下的进行术后康复锻炼与疾病预防，将大大降低患病率及复发率。

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应用总结

√优势：可穿戴心电设备佩戴方便，费用较低，患者依从性好，远程传输数据小，对于基层医院大规模的疾病的筛查、指导诊疗是很好的选择。

√劣势：目前的可穿戴心电设备多是模拟导联，抗干扰能力差，与标准体表心电图相比形态差距较大，P波的识别较差，易出现漏诊误诊。如果为远程传输，对患者的病情了解欠缺，无法通过患者的临床表现做更精确的诊断。

未来展望

➤技术上：陈教授表示，目前的可穿戴心电设备多是“戴的”，缺少可“穿的”设备。期望未来能够研发出全天候可穿的心电设备。另外，既往心电监测会受到肌电干扰，如何将肌电与心电区分开也是未来算法研发中需要考虑的重要问题。

➤对于心律失常的鉴别，绝大多数情况依据P波鉴别，但目前的可穿戴心电设备对P波的识别较差。因此，未来需提高可穿戴心电设备对P波的识别率，帮助更好地鉴别心律失常。

➤另外，强调标准十二导联，同时扩大三导联及标准十二导联的应用，包括：

√日常活动场景对应心电数据积累、存储；

√负荷情况下心电图改变数据积累、存储；

√猝死的心电图与临床研究。

➤充分发挥长时程心电记录的作用。

期待未来可穿戴心电设备领域会有更多医疗级、专业级的产品出现，帮助早发现、早诊断、早干预，造福更多患者。

专家简介

陈元秀教授

• 主任医师，副教授，医学博士

• 武汉大学人民医院心功能科科主任

• 中华医学会心脏起搏与电生理分会心电学组副组长

• 武汉医学会心脏康复分会副主委

• 湖北省心电信息学会主任委员

• 武汉医学会心脏起搏与心电生理分会副主委

• 湖北省起搏与电生理学会会员

• 中国医促会心律与心电分会常务委员

• 中国心电图会诊中心湖北分中心副主委

• 20年有创电生理、近10年无创电生理经验

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