低功率無線技術(shù)如何提高心臟狀態(tài)監(jiān)測的

本文作者：Nordic半導(dǎo)體業(yè)務(wù)開發(fā)部門Thomas S?derholm

低功率無線技術(shù)激發(fā)了下一代心臟監(jiān)測解決方案在心臟疾病診斷和治療方面的應(yīng)用潛力。這些連網(wǎng)的醫(yī)療設(shè)備將為世界各地?cái)?shù)百萬計(jì)的冠狀動(dòng)脈疾病、瓣膜心臟病和充血心力衰竭病患帶來希望。

心臟疾病事關(guān)重大

國家心臟健康統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)常常令人們感到震驚。例如，根據(jù)美國疾病控制與預(yù)防中心（CDC）數(shù)據(jù)，在美國，心臟病是導(dǎo)致大多數(shù)民族和人種的男女死亡的主要原因（每四例死亡中就有一例）。美國國家公共衛(wèi)生研究院（NPHI）指出每36秒鐘就有一人死于心血管疾病。同時(shí)，CDC報(bào)告還指出美國每年因?yàn)樾呐K疾病而造成醫(yī)療、藥物花費(fèi)和因此死亡造成的生產(chǎn)力損失合計(jì)約為2，190億美元。

心臟疾病無法早期預(yù)防和快速診治的原因有多種，包括家庭病患難以直接獲得醫(yī)療資源，或是早期的疾病信號難以辨別。這些因素導(dǎo)致心臟疾病的發(fā)病率和死亡率居高不下。雖然許多心臟病據(jù)有生理癥狀如胸痛、虛弱、不適、惡心和呼吸急促等，但更多時(shí)候它們會(huì)在沒有癥狀的情況下迅速惡化，通過及時(shí)治療來阻止病情惡化已經(jīng)成為挽救心臟病人的關(guān)鍵點(diǎn)。

遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)心臟監(jiān)測

系統(tǒng)性看護(hù)的潛在缺陷，使得持續(xù)的生理監(jiān)測成為控制心臟疾病的關(guān)鍵。遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)健康監(jiān)控系統(tǒng)可以幫助無人照顧的病患、親屬和醫(yī)療保健專業(yè)人員更好地管理個(gè)人的持續(xù)心臟病，并立即對心臟疾病發(fā)作和緊急情況采取措施。

程監(jiān)控解決方案的核心是集成了強(qiáng)大而可靠的短距離無線技術(shù)，如低功耗藍(lán)牙技術(shù)。通過無線連接，可讓可穿戴的智能心電圖（ECG）等個(gè)人保健設(shè)備檢測出心律不齊（心臟非正常跳動(dòng)）相關(guān)的心臟疾患。此外，無論用戶身在何處，當(dāng)出現(xiàn)異常心臟現(xiàn)象和危險(xiǎn)情況時(shí)，通過網(wǎng)絡(luò)連接及時(shí)通知病患及其臨床醫(yī)生顯得尤為重要。

同時(shí)，穿戴傳感器設(shè)備獲取的重要的心臟健康數(shù)據(jù)和通知也可以從低功耗無線連接發(fā)送到關(guān)聯(lián)的智能手機(jī)上。另外，數(shù)據(jù)也可以傳輸?shù)皆破脚_(tái)，用于醫(yī)院、醫(yī)療中心或任何地方的筆記本電腦的臨床診斷。

智能心臟傳感器

ECG247智能心臟傳感器是即將在心臟監(jiān)測領(lǐng)域發(fā)揮作用的眾多解決方案之一，該設(shè)備由挪威醫(yī)療技術(shù)制造商AppSens開發(fā)?？纱┐魇紼CG心臟監(jiān)護(hù)儀用于檢測房顫（最常見的心律失常，是中風(fēng)的常見起因）以及其他心律不齊狀況。ECG247使用一次性電極貼片將傳感器固定在病患的胸部上，通過可重復(fù)使用的電子芯片裝置來監(jiān)視和記錄ECG信號。

在運(yùn)動(dòng)/活動(dòng)期間，病患可以自測心臟的健康狀況。AppSens ECG247智能心臟傳感器采用Nordic nRF52832 SoC來提供低功耗藍(lán)牙連接，可將病患的ECG數(shù)據(jù)從可穿戴設(shè)備傳輸?shù)街悄苁謾C(jī)上。隨后，病患可以通過相應(yīng)的應(yīng)用程序查看測量結(jié)果和檢測到的心律不齊情形。

AppSens平臺(tái)的與眾不同在于，醫(yī)生可以通過它篩查出因存在心律失?；蛳嚓P(guān)癥狀（例如心悸或心律加快）而具有更高中風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)的人群。

病患的心律記錄可以自動(dòng)傳輸和存儲(chǔ)在基于云的安全服務(wù)器上。通過使用 AI驅(qū)動(dòng)算法可以分析檢測到的心律失常的發(fā)生；當(dāng)存在“人為干擾”（心律監(jiān)測中的電干擾）情況下確認(rèn)或否定心律失常的發(fā)生。只需簡單的連續(xù)訪問記錄的ECG信號，結(jié)合檢測到的病患的心律失常發(fā)生情況，醫(yī)療專業(yè)人員能夠快速提供診斷評估。

Nordic

賦能處理和功耗特性

在設(shè)備使用Nordic低功耗藍(lán)牙無線鏈路采用安全低延遲連接智能手機(jī)前，nRF52832 SoC對ECG247智能心臟傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行了重要處理。這個(gè)功能強(qiáng)大的SoC器件主頻64MHz，為帶有浮點(diǎn)運(yùn)算單元（FPU）的32位Arm Cortex-M4處理器，能支持可穿戴設(shè)備的集成傳感器。nRF52832 SoC通過運(yùn)行專用算法，可連續(xù)測量和分析病患心臟的電活動(dòng)數(shù)據(jù)并發(fā)現(xiàn)異常。

對于不允許在關(guān)鍵時(shí)刻出現(xiàn)故障的無線連接的健康監(jiān)控應(yīng)用來說，功耗也是一個(gè)關(guān)鍵因素。nRF52832具有超低功耗特性，可讓ECG247的CR2032紐扣電池支持最長14天的連續(xù)心率監(jiān)測操作。

AppSens首席執(zhí)行官Tord Ytterdahl表示：

射頻信號通常很難在靠近人體的系統(tǒng)中傳輸，但Nordic SoC據(jù)有極低的功耗、Arm CPU功能和高無線電靈敏度等特性，使得可穿戴解決方案（如ECG247智能心臟傳感器）具備了可行性。

原文刊于電子工程專輯

編輯：jq