心血管疾病是危害人類健康的常見病,,常規(guī)心電圖診斷雖然具有較高價值,,但當心電信息高于100Hz時,常規(guī)心電圖儀無法進行準確捕捉,可能會導致重要信息丟失,,影響疾病診斷。
高頻心電圖能有效彌補常規(guī)心電圖的缺陷,,而且靈敏度高,、簡便、無創(chuàng),,有助于心肌損傷的早期發(fā)現(xiàn),,對冠心病、心肌炎等心血管疾病的早期診斷和病情觀察具有重要的臨床意義,。本文將從高頻心電發(fā)展過程中遇到的問題以及市場前景展開闡述,。
一、高頻心電圖發(fā)展遇到的問題及解決方案
盡管心電圖已經(jīng)有一百來年的應用歷史,,但高頻心電進入臨床應用僅有二三十年的時間,,對心臟細節(jié)的認知和檢測過程的技術問題是阻礙高頻心電圖發(fā)展的兩個非常重要的原因。
科學技術的發(fā)展是一個螺旋上升的過程,,人們對心臟的認知也是如此,。從1780年43歲的意大利解剖學家伽伐尼意識到生物會產(chǎn)生肌肉電流,到1903年愛因托芬成功地用弦線式心電圖機記錄了第一份心電圖,,到現(xiàn)在心電圖檢測已經(jīng)成為我們身體檢查的常規(guī)手段,,人們對心臟的認識是慢慢加深的。
我們常用一個成語“盲人摸象”來形容一個人目光短淺,,只見局部,,不見整體。但其實科學探索也是一個盲人摸象的過程,,最開始由于沒有合適的測量手段,,我們對心臟的情況完全不了解。直到科學家意識到心臟能產(chǎn)生生物電,,而且心臟的生物電信號能反映心臟的健康程度,,于是常規(guī)心電檢查開始普及。然后在后來的研究中偶然發(fā)現(xiàn),,心電信號中的高頻信號對心臟的健康情況能做更全面的分析,,于是才開始展開對高頻心電信號的研究。如果說常規(guī)心電信號讓我們在“摸象”的過程中,,掌握了心臟跳動的大致特征,,那么高頻信號則在這個基礎上為我們提供了更多的細節(jié)。
相對于常規(guī)心電信號的測量,,高頻心電檢測的難度會更高,。一方面對于心電圖儀中的放大器來說,,心電頻率越高,放大的倍數(shù)越小,,這對心電圖儀的硬件提出了更高的要求,;另一方面,頻帶越寬,,包含的信息越全面,,但里面包含的噪聲也會更多。還有一點非常重要,,外界無處不在的工頻干擾,,會混雜在微弱的心電信號當中,如果不能將干擾信號有效濾除,,那么得到的高頻心電數(shù)據(jù)也沒有任何意義,。
為了解決噪聲和干擾對心電信號的影響,相應的濾波技術也在發(fā)展?,F(xiàn)在主要運用的是陷波器技術和自適應濾波技術,,這類技術在實際使用過程中,會存在一些問題,。比如陷波器技術在濾除工頻干擾時會產(chǎn)生新的干擾,,自適應濾波技術在干擾源發(fā)生變化時無法快速響應,這些缺陷都會導致最終的測量結果不精準,。
曼森伯格Pre-SigDetection濾波技術(以下簡稱:PSD濾波系統(tǒng)),,可以很好的解決上述問題。第一,,在處理工頻電干擾時,,不會引入新的干擾;第二,,即使干擾頻率與心電信號相同,,也能做到只濾除干擾保留有用的心電信號;第三,,遇到外界干擾頻率變化的情況下,,PSD濾波系統(tǒng)仍能有效識別干擾頻率并進行濾除。
由于具有上述技術優(yōu)點,,PSD濾波系統(tǒng)無論是在常規(guī)心電領域還是高頻心電領域都能利用其技術優(yōu)勢,,幫助心電圖儀設備提升檢測性能。同時,,基于PSD濾波系統(tǒng)先進的算法,,可以幫助便攜式家用心室晚電位儀的測量精度達到醫(yī)院的測量標準。
二,、高頻心電圖儀的應用前景
根據(jù)《中國心血管病報告2017(概要)》數(shù)據(jù)顯示,,心血管疾病已經(jīng)成為威脅我國城鎮(zhèn)居民生命健康的重要疾病。雖然我國心血管病防治工作已取得初步成效,,但仍面臨嚴峻挑戰(zhàn),。總體上看,,中國心血管病患病率及死亡率仍處于上升階段,。
從上圖可以看到,無論是城市居民還是農(nóng)村居民,,心血管病死亡率仍居首位,,高于腫瘤及其他疾病,而且呈上升態(tài)勢,。
從2002到2015年急性心肌梗死(死亡率總體呈上升態(tài)勢,,農(nóng)村地區(qū)急性心肌梗死死亡率不僅于2007年、2009年,、2011年數(shù)次超過城市地區(qū),,而且于2012年開始農(nóng)村地區(qū)急性心肌梗死死亡率明顯超過城市地區(qū)。
這些數(shù)據(jù)在圖表上是冷冰冰的數(shù)字,,呈現(xiàn)在我們面前的卻是嚴峻的現(xiàn)實,。針對這類疾病的整體防控,有一些指標,,比如知曉率,、治療率及控制率,這些需要醫(yī)務工作者和相關醫(yī)療衛(wèi)生機構進行大量的工作,,基于我國醫(yī)療現(xiàn)狀,,可以說任重道遠。
科技的發(fā)展給此類疾病的防治提供了新的方式,。利用便攜式的心電設備,,定時或?qū)崟r的進行心電數(shù)據(jù)的監(jiān)控,并且將數(shù)據(jù)上傳到云端,,經(jīng)過數(shù)據(jù)分析后得出相應報告,。如果數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)異常,及時預警并提醒患者及時就醫(yī),。這樣大量原本需要專業(yè)醫(yī)護人員進行普及和測量的數(shù)據(jù),,普通民眾都可以利用便攜式的設備獲得,這樣無疑減少了醫(yī)務工作者的重復勞動,,大幅提升工作效率,。
由于高頻心電設備能提供詳細的數(shù)據(jù),對心血管疾病的診療具有重大的參考價值,,因此在移動醫(yī)療浪潮下,,在可預見的將來,,高頻心電圖將具有極大的發(fā)展前景。