從低頻到高頻,淺談高頻心電圖機的發(fā)展之路
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(dǎo)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(yīng)用歷史,但高頻心電進入臨床應(yīng)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(shù)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(xué)技術(shù)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(xué)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(xué)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(xué)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(chǔ)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(yīng)的濾波技術(shù)也在發(fā)展。現(xiàn)在主要運用的是陷波器技術(shù)和自適應(yīng)濾波技術(shù),這類技術(shù)在實際使用過程中,會存在一些問題。比如陷波器技術(shù)在濾除工頻干擾時會產(chǎn)生新的干擾,自適應(yīng)濾波技術(shù)在干擾源發(fā)生變化時無法快速響應(yīng),這些缺陷都會導(dǎo)致最終的測量結(jié)果不精準。
曼森伯格Pre-SigDetection濾波技術(shù)(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(shù)優(yōu)點,PSD濾波系統(tǒng)無論是在常規(guī)心電領(lǐng)域還是高頻心電領(lǐng)域都能利用其技術(shù)優(yōu)勢,幫助心電圖儀設(shè)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(yīng)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。
1990~2015年中國農(nóng)村居民主要疾病死亡變化率
1990~2015年中國城市居民主要疾病死亡變化率
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。
2002~2015年中國城鄉(xiāng)地區(qū)急性心肌梗死死亡率變化趨勢
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(wù)工作者和相關(guān)醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)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(shè)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(yīng)報告。如果數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)異常,及時預(yù)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(shè)備獲得,這樣無疑減少了醫(yī)務(wù)工作者的重復(fù)勞動,大幅提升工作效率。
由于高頻心電設(shè)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(yù)見的將來,高頻心電圖將具有極大的發(fā)展前景。
請輸入評論內(nèi)容...
請輸入評論/評論長度6~500個字
圖片新聞
最新活動更多
-
11月19日立即報名>> 【線下論壇】華邦電子與恩智浦聯(lián)合技術(shù)論壇
-
11月29日立即預(yù)約>> 【上海線下】設(shè)計,易如反掌—Creo 11發(fā)布巡展
-
即日-12.26火熱報名中>> OFweek2024中國智造CIO在線峰會
-
精彩回顧立即查看>> 2024(第五屆)全球數(shù)字經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)大會暨展覽會
-
精彩回顧立即查看>> 全數(shù)會2024中國人形機器人技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展大會
-
精彩回顧立即查看>> OFweek 2024中國激光產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展峰會
-
10 BD新浪潮
- 高級軟件工程師 廣東省/深圳市
- 自動化高級工程師 廣東省/深圳市
- 光器件研發(fā)工程師 福建省/福州市
- 銷售總監(jiān)(光器件) 北京市/海淀區(qū)
- 激光器高級銷售經(jīng)理 上海市/虹口區(qū)
- 光器件物理工程師 北京市/海淀區(qū)
- 激光研發(fā)工程師 北京市/昌平區(qū)
- 技術(shù)專家 廣東省/江門市
- 封裝工程師 北京市/海淀區(qū)
- 結(jié)構(gòu)工程師 廣東省/深圳市