心血管疾病遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望

何瀟一，葉衛(wèi)華，王嶸，高長(zhǎng)青，王瀟磊，張永會(huì)，石俊山，劉振偉

1.中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院 心血管外科，北京 100853；2.北京招通致晟科技有限公司，北京 100010

引言

多年來(lái)心血管疾病是世界范圍內(nèi)居民致殘致死的主要病因，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，心血管疾病的發(fā)病率和死亡率也在隨之增加[1]。而我們處理心血管疾病的模式主要集中在發(fā)病后的治療，卻忽略了發(fā)病前的一級(jí)預(yù)防以及發(fā)病后的二級(jí)預(yù)防，優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療資源用于反復(fù)住院檢查和治療，導(dǎo)致衛(wèi)生資源巨大浪費(fèi)，醫(yī)療開(kāi)支不堪重負(fù)[2]。現(xiàn)有的一級(jí)預(yù)防和二級(jí)預(yù)防措施在歐美的實(shí)踐中已證實(shí)了其積極的防控作用[3]。心血管疾病一級(jí)預(yù)防，指心血管疾病尚未發(fā)生或處于亞臨床階段時(shí)采取預(yù)防措施，通過(guò)控制或減少心血管疾病危險(xiǎn)因素，預(yù)防心血管事件，減少群體發(fā)病率[4]。二級(jí)預(yù)防是指對(duì)已經(jīng)發(fā)生冠心病和其它動(dòng)脈粥樣硬化性血管疾病的患者“早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療”，目的是改善癥狀、防止病情進(jìn)展、改善預(yù)后，降低病死病殘率，同時(shí)防止疾病的復(fù)發(fā)[5]?！霸绨l(fā)現(xiàn)”無(wú)疑是二級(jí)預(yù)防的首要目標(biāo)，而心血管疾病的癥狀往往具有突發(fā)性、隱匿性和不典型性，癥狀發(fā)作時(shí)往往為時(shí)已晚。但目前我國(guó)一級(jí)和二級(jí)預(yù)防的各個(gè)環(huán)節(jié)缺乏規(guī)范監(jiān)測(cè)和管理，存在問(wèn)題主要有：① 我國(guó)社區(qū)醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域投入相對(duì)偏少，基層醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)醫(yī)護(hù)人員數(shù)量嚴(yán)重缺乏，檢查設(shè)備數(shù)量少且相對(duì)低端，無(wú)法完成對(duì)居民心血管系統(tǒng)的定期體檢和登記在冊(cè)；② 基層醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)和群眾對(duì)一級(jí)預(yù)防和二級(jí)預(yù)防沒(méi)有引起足夠的重視，對(duì)心血管疾病一級(jí)、二級(jí)預(yù)防知識(shí)宣傳力度不夠且普及率低，居民對(duì)于保護(hù)心血管健康的知識(shí)和理念欠缺，致使延誤患者病情發(fā)現(xiàn)甚至導(dǎo)致病情進(jìn)展。心血管疾病的一級(jí)和二級(jí)預(yù)防問(wèn)題多而廣泛，無(wú)法從根本上對(duì)心血管疾病展開(kāi)預(yù)防，導(dǎo)致冠心病發(fā)病率及病死率居高不下[2-5]。因此，急需發(fā)展一種安全可靠、小型輕便，既方便患者在家庭和社區(qū)使用，又可以使社區(qū)醫(yī)院和大型綜合醫(yī)院的醫(yī)務(wù)人員同時(shí)了解患者疾病進(jìn)展的病情監(jiān)測(cè)設(shè)備，這也成為了一級(jí)、二級(jí)預(yù)防進(jìn)入新時(shí)代發(fā)展的突破點(diǎn)。

1　心血管疾病遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的發(fā)展現(xiàn)狀

目前心血管領(lǐng)域遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)設(shè)備主要分為有創(chuàng)監(jiān)測(cè)和無(wú)創(chuàng)監(jiān)測(cè)兩類。

1.1　有創(chuàng)監(jiān)測(cè)設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀

有創(chuàng)監(jiān)測(cè)設(shè)備主要是指植入性的心臟起搏器。起搏器種類繁多，自1958年在瑞典斯德哥爾摩市成功進(jìn)行埋藏式人工心臟起搏器植入術(shù)后，起搏器技術(shù)發(fā)展迅猛。上世紀(jì)六十年代單級(jí)管的出現(xiàn)，使起搏器小型化成為可能，埋藏式起搏器得以實(shí)現(xiàn)，七十年代鋰電池的發(fā)展，使埋藏式起搏器使用壽命大大增加，逐漸向輕、小、薄、待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)的方向發(fā)展。

目前起搏器的主要技術(shù)有壓電心臟起搏器技術(shù)[6-8]，超聲心臟起搏技術(shù)[9-11]，電磁感應(yīng)心臟起搏器技術(shù)[9]，微型無(wú)導(dǎo)線心臟起搏技術(shù)[12-14]。特別是電磁感應(yīng)和微型無(wú)導(dǎo)線心臟起搏技術(shù)的發(fā)展，使其遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)更為便捷可行。近年來(lái)，將電磁感應(yīng)、無(wú)線電波、共振作用相結(jié)合的無(wú)線充電技術(shù)用于起搏器中的技術(shù)也已經(jīng)出現(xiàn)[15]，但其臨床應(yīng)用還為時(shí)尚早，相信其進(jìn)一步發(fā)展也將為遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)提供新的方向。

植入性遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)設(shè)備的出現(xiàn)使患者在社區(qū)和家庭得到了更為準(zhǔn)確和及時(shí)的病情監(jiān)測(cè)，并且能在病人發(fā)生可識(shí)別的惡性心律失常時(shí)提供急救，但這種方式仍有許多不足之處：①植入監(jiān)測(cè)設(shè)備創(chuàng)傷大，對(duì)設(shè)備和電池進(jìn)行更新時(shí)均需有創(chuàng)操作，適用于植入指征明確的患者。不適于病情較輕患者使用，更無(wú)法再普通人群中普及這些監(jiān)測(cè)裝置；② 價(jià)格昂貴[16]，由于我國(guó)起搏器發(fā)展時(shí)間短，使用的起搏器長(zhǎng)期被外國(guó)各大品牌廠商所壟斷，因此價(jià)格昂貴，不少家庭難以負(fù)擔(dān)，除了初次安裝需要支付巨額醫(yī)療費(fèi)用，日后還需負(fù)擔(dān)后續(xù)的維護(hù)費(fèi)用；③ 因設(shè)備植入在患者體內(nèi)，患者無(wú)法對(duì)設(shè)備進(jìn)行自我管理，管理需要專業(yè)醫(yī)務(wù)人員介入，無(wú)法進(jìn)行良好有效的人機(jī)溝通。

1.2　無(wú)創(chuàng)監(jiān)測(cè)設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀

無(wú)創(chuàng)監(jiān)測(cè)設(shè)備主要有心電圖監(jiān)測(cè)設(shè)備、血壓監(jiān)測(cè)設(shè)備以及目前市場(chǎng)上較多但仍未得到醫(yī)療認(rèn)可的監(jiān)測(cè)脈搏、血壓、心率等多項(xiàng)生物物理信息的智能手環(huán)等。

在無(wú)創(chuàng)血壓監(jiān)測(cè)方面，隨著時(shí)代發(fā)展，越來(lái)越多的無(wú)創(chuàng)監(jiān)測(cè)血壓方式被研究發(fā)現(xiàn)，其中主流的方法有示波法[17]、動(dòng)脈張力測(cè)量法[18]、動(dòng)脈容積鉗制法[19]、脈搏波速度法[20]、超聲測(cè)壓法、脈搏波特征參數(shù)法[21]等。無(wú)創(chuàng)血壓測(cè)量技術(shù)顯示了蓬勃的生機(jī)。在無(wú)創(chuàng)連續(xù)血壓測(cè)量方法中，基于脈搏波法具有廣泛的應(yīng)用前景，能實(shí)現(xiàn)真正意義上的連續(xù)無(wú)創(chuàng)血壓測(cè)量。只要能充分認(rèn)識(shí)心血管血液流動(dòng)規(guī)律和脈搏波之間的關(guān)系，則可利用脈搏波方法檢測(cè)出人體血管血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)，從而研制出相應(yīng)的血壓測(cè)量?jī)x器，但這也是目前研究的重點(diǎn)、難點(diǎn)。而大數(shù)據(jù)和機(jī)器算法的應(yīng)用，無(wú)疑將推動(dòng)無(wú)創(chuàng)血壓測(cè)量朝著更加方便可行、準(zhǔn)確可靠的方向發(fā)展。

遠(yuǎn)程心電監(jiān)測(cè)設(shè)備主要指心電圖監(jiān)測(cè)儀。心電圖在臨床應(yīng)用已長(zhǎng)達(dá)110多年，荷蘭萊頓大學(xué)生理學(xué)教授Einthoven于1903年即完成了世界上第一份完整的人體心電圖記錄，首開(kāi)通過(guò)遠(yuǎn)距離體表監(jiān)測(cè)心電信號(hào)輔助診斷心血管疾病的先河。遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)是建立在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，使用便攜式移動(dòng)終端對(duì)患者進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)，將獲得的遠(yuǎn)端用戶的異常心電信息及時(shí)傳送至醫(yī)院監(jiān)護(hù)中心，再由監(jiān)護(hù)中心醫(yī)務(wù)人員進(jìn)行分析、診斷，并將診斷建議及時(shí)反饋至患者；當(dāng)出現(xiàn)急性心血管事件時(shí)，可對(duì)患者行實(shí)時(shí)醫(yī)療救治[22]。遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)儀體積小、便于攜帶、傳輸數(shù)據(jù)穩(wěn)定性高、耗時(shí)少，記錄心電信息不受時(shí)間及地點(diǎn)等因素的影響，目前研究較為前沿的是無(wú)線心電監(jiān)測(cè)技術(shù)，在家庭和社區(qū)進(jìn)行監(jiān)測(cè)較為便捷。其中柔性可穿戴監(jiān)測(cè)設(shè)備在心電監(jiān)護(hù)領(lǐng)域擁有廣闊的前景。智能服裝因?qū)κ褂谜呱盍?xí)慣改變較少、人體接觸面大、可采集的體征更廣泛等特點(diǎn)，成為近年的研究的熱點(diǎn)[23-24]。美國(guó)、歐盟各國(guó)、日本、韓國(guó)、印度等都在該技術(shù)領(lǐng)域有著自己的研究團(tuán)隊(duì)與研究項(xiàng)目。美國(guó)是智能柔性生理監(jiān)測(cè)設(shè)備的誕生地，掌握著大量先進(jìn)的核心技術(shù)[25-26]。目前，高危重癥患者生理參數(shù)采集的方式主要是使用醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀，該類儀器雖然功能完備，但體積大、購(gòu)價(jià)昂貴，只能在醫(yī)院內(nèi)使用。Holter便攜式心電圖儀可以采集存儲(chǔ)患者24 h的心電生理數(shù)據(jù)，但數(shù)據(jù)只能在測(cè)量結(jié)束后才能傳輸至上位機(jī)進(jìn)行分析，實(shí)效性較弱。傳統(tǒng)心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)大多采用Ag/AgCl膠狀電極，導(dǎo)電膏存在刺激皮膚、脫水干燥所致的信噪比降低等缺點(diǎn)。而柔性可穿戴監(jiān)測(cè)技術(shù)則可以克服這些缺點(diǎn)[26]，是心電監(jiān)護(hù)領(lǐng)域?qū)?lái)的發(fā)展方向。

無(wú)創(chuàng)監(jiān)測(cè)設(shè)備在監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確度和提供生物物理信息的可靠性方面仍有較大提升空間。其主要優(yōu)勢(shì)在于無(wú)創(chuàng)傷、價(jià)格適中、使用便捷、患者可進(jìn)行良好的人機(jī)互動(dòng)。主要問(wèn)題是目前的無(wú)創(chuàng)監(jiān)測(cè)設(shè)備所獲取的醫(yī)學(xué)信息有限，尚有許多未突破的核心技術(shù)瓶頸，監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確度欠佳，多數(shù)監(jiān)測(cè)設(shè)備在小型化、低能耗、續(xù)航時(shí)間、持續(xù)監(jiān)測(cè)等方面仍需加強(qiáng)。

2　心血管領(lǐng)域遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的發(fā)展方向

雖然目前已經(jīng)有很多心血管領(lǐng)域的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)設(shè)備，但是其發(fā)展應(yīng)用仍未滿足醫(yī)務(wù)人員和患者的需求，主要體現(xiàn)在現(xiàn)有遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)設(shè)備軟硬件未達(dá)到臨床應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。最近幾年里，互聯(lián)網(wǎng)尤其是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)成為了發(fā)展最快、市場(chǎng)潛力最大、前景最誘人的技術(shù)，促使手機(jī)應(yīng)用（Application，APP）的出現(xiàn)，APP是智能手機(jī)第三方應(yīng)用程序的英文縮寫，通常指能夠在智能手機(jī)、平板電腦以及其他移動(dòng)設(shè)備上運(yùn)行的程序。目前APP已成為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶的重要入口之一[27]。計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)領(lǐng)域的飛躍式的發(fā)展，誕生出了許多改變?nèi)祟惿罘绞降目萍籍a(chǎn)品，比如已經(jīng)走進(jìn)人們生活方方面面的可穿戴設(shè)備，這項(xiàng)將嵌有微處理器的電子設(shè)備舒適地依附于軀干的一項(xiàng)技術(shù)[28]，將有助于我們實(shí)現(xiàn)更為可行的遠(yuǎn)程醫(yī)療檢測(cè)。而目前國(guó)內(nèi)對(duì)于可穿戴設(shè)備的研究主要側(cè)重于技術(shù)層面，大多以商業(yè)的角度去發(fā)展這一技術(shù)，而從醫(yī)療應(yīng)用的角度去開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的產(chǎn)品仍較少[29]。

將智能手機(jī)APP、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和可穿戴設(shè)備相結(jié)合并應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域?qū)⒄宫F(xiàn)出巨大的潛力，其優(yōu)勢(shì)在于：① 可以解決慢性病需長(zhǎng)期健康隨訪跟蹤的難題[30]；② 減少醫(yī)院門診、住院及隨訪次數(shù)和優(yōu)化有限的醫(yī)療資源[31]；③ 提高了患者的個(gè)人疾病管理意識(shí)；④ 有助于實(shí)現(xiàn)醫(yī)療記錄和管理的自動(dòng)化、無(wú)紙化、規(guī)范化目標(biāo)[32]；⑤ 可以實(shí)現(xiàn)醫(yī)療數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和再利用。從現(xiàn)代醫(yī)學(xué)模式來(lái)看，可穿戴設(shè)備實(shí)現(xiàn)人體病理生理信息多參數(shù)、實(shí)時(shí)、在線、精準(zhǔn)、智能化檢測(cè)與分析，通過(guò)與智能手機(jī)相連接，有助于用戶進(jìn)行疾病自我診斷與自我監(jiān)護(hù)，從而使遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)患者病情成為現(xiàn)實(shí)[33]。目前我國(guó)乃至世界都缺乏得到臨床認(rèn)可的基于智能手機(jī)APP和可穿戴設(shè)備的居民健康狀況遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)體系[34-35]。這正是未來(lái)心血管領(lǐng)域遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的主要發(fā)展方向之一。

3　討論和建議

目前許多的遠(yuǎn)程醫(yī)療產(chǎn)品紛紛面世，不僅在心血管領(lǐng)域，還有針對(duì)糖尿病患者的血糖儀、針對(duì)睡眠障礙患者的睡眠儀等，可提供日常醫(yī)療預(yù)防和醫(yī)療監(jiān)控服務(wù)。遠(yuǎn)程醫(yī)療也從疾病救治逐步發(fā)展到疾病預(yù)防的階段，因此，這是一場(chǎng)真正意義上的遠(yuǎn)程移動(dòng)醫(yī)療革命，預(yù)計(jì)遠(yuǎn)程醫(yī)療產(chǎn)業(yè)將很快進(jìn)入高速發(fā)展期。近幾年，國(guó)內(nèi)移動(dòng)醫(yī)療和遠(yuǎn)程健康監(jiān)測(cè)技術(shù)有了飛躍式的發(fā)展，但是從技術(shù)水平和發(fā)展的時(shí)間來(lái)說(shuō)都還處于初級(jí)階段。今后的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)設(shè)備將向數(shù)字化、集成化、小型化家庭化、便攜式的趨勢(shì)發(fā)展[34]，提出以下幾點(diǎn)建議：① 克服技術(shù)瓶頸[33]，獲得國(guó)家層面立項(xiàng)支持，多中心協(xié)同合作，提高數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的廣度和準(zhǔn)確度，論證監(jiān)測(cè)效果，發(fā)展低功耗、體積小、重量輕、待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)、可持續(xù)監(jiān)測(cè)的設(shè)備，并實(shí)現(xiàn)臨床認(rèn)可；② 加強(qiáng)醫(yī)務(wù)人員和設(shè)備研發(fā)者雙方合作[34-35]，監(jiān)測(cè)設(shè)備提供的信息要以臨床需求為根本，要求醫(yī)生和軟硬件研發(fā)者加強(qiáng)溝通，讓軟硬件設(shè)備更為專業(yè)化，采集到更有價(jià)值和針對(duì)性的醫(yī)療和科研數(shù)據(jù)；③ 提高患者參與試驗(yàn)積極性，智能手機(jī)APP和可穿戴設(shè)備要以用戶為中心，以需求為導(dǎo)向，強(qiáng)化患者用戶意識(shí)，改善患者使用體驗(yàn)。患者作為監(jiān)測(cè)設(shè)備的核心體驗(yàn)者，應(yīng)及時(shí)向軟硬件研發(fā)者反饋試驗(yàn)中有待改進(jìn)的過(guò)程；④ 加強(qiáng)行業(yè)監(jiān)管[27,33]，禁止監(jiān)測(cè)設(shè)備所獲取的生物物理信息用于商業(yè)用途。防止隱私泄露，加強(qiáng)數(shù)據(jù)保護(hù)，兼顧數(shù)據(jù)采集的全面性和患者隱私保護(hù)[36]。

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結(jié)論：該工程按壩土不分區(qū)進(jìn)行指標(biāo)統(tǒng)計(jì)的計(jì)算結(jié)果與工程實(shí)際不相符，該工程壩土宜按分區(qū)進(jìn)行指標(biāo)統(tǒng)計(jì)，同時(shí)，上游坡宜取用分區(qū)后統(tǒng)計(jì)結(jié)果均值，下游坡宜取用分區(qū)后統(tǒng)計(jì)結(jié)果大值均值。該工程大壩物理力學(xué)指標(biāo)最終取值見(jiàn)表5，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表6。

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