可穿戴設(shè)備在急性心肌梗死院前急救中應(yīng)用的研究進(jìn)展

彭希，石澤亞，陳華麗，張艷，李利花

·科研綜述·

可穿戴設(shè)備在急性心肌梗死院前急救中應(yīng)用的研究進(jìn)展

彭希，石澤亞*，陳華麗，張艷，李利花

湖南省人民醫(yī)院（湖南師范大學(xué)附屬第一醫(yī)院），湖南 410005

綜述可穿戴設(shè)備在急性心肌梗死病人院前急救中的應(yīng)用現(xiàn)狀，包括心電監(jiān)測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)、緊急救護(hù)、呼救定位、信息交互等方面，并提出了可穿戴設(shè)備在院前急救中需要克服的挑戰(zhàn)及發(fā)展方向，以期提高急性心肌梗死病人急救效率，助力院前急救服務(wù)體系建設(shè)。

急性心肌梗死；可穿戴設(shè)備；院前急救；遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)；風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)；綜述

急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI）是冠心病最嚴(yán)重、最兇險(xiǎn)的類(lèi)型，其發(fā)病率、病死率及致殘率極高[1]。AMI的救治具有明顯的時(shí)效性，研究指出，再灌注治療每延遲1 h，病人病死率將增加10%[2]。因此，迅速、高效的院前急救對(duì)降低AMI病人死亡率，改善病人預(yù)后至關(guān)重要。胸痛中心經(jīng)過(guò)10余年的建設(shè)在縮短AMI病人的救治時(shí)間方面取得了顯著成效[3?4]，但AMI死亡率仍持續(xù)徘徊在10%左右[5]。究其原因：一方面，當(dāng)前的急救網(wǎng)絡(luò)存在從病人出現(xiàn)癥狀到獲得救治過(guò)程中的時(shí)間延誤；另一方面，目前的急救模式無(wú)法深入高風(fēng)險(xiǎn)人群，不能做到及時(shí)預(yù)警、及早干預(yù)[6]。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、可穿戴設(shè)備、5G技術(shù)等信息技術(shù)的深入發(fā)展，移動(dòng)醫(yī)療技術(shù)將改變傳統(tǒng)的疾病診治方式，使得AMI的救治更加及時(shí)、高效。可穿戴設(shè)備憑借實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、即時(shí)通信、準(zhǔn)確定位、遠(yuǎn)程傳輸、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)等優(yōu)勢(shì)，在院前急救中發(fā)揮著重要作用[7?9]。借助可穿戴設(shè)備可為AMI高危人群早期預(yù)警、一鍵呼救和及時(shí)救治提供有效支持，有望提升AMI院前急救時(shí)效，提高AMI救治成功率?，F(xiàn)對(duì)可穿戴設(shè)備在AMI院前急救中的相關(guān)研究進(jìn)行綜述，以期助力院前急救服務(wù)體系建設(shè)。

1 可穿戴設(shè)備在院前急救中的應(yīng)用

1.1　可穿戴設(shè)備在AMI病人心電監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

心肌梗死的發(fā)作具有突然性和致命性，在疾病早期通常伴隨著心肌電生理改變[10]，因此日常心電監(jiān)測(cè)對(duì)于早期發(fā)現(xiàn)和及時(shí)治療AMI非常重要。傳統(tǒng)的心電圖機(jī)只能記錄病人在某一時(shí)段的心電活動(dòng)，難以捕捉到心電異常的情況以作為有效的診斷依據(jù)，而動(dòng)態(tài)心電圖可連續(xù)記錄病人24 h心電活動(dòng)的全過(guò)程，相較于常規(guī)心電圖機(jī)在發(fā)現(xiàn)病人心肌缺血、心律失常等異常情況方面的能力有了極大提升。但傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)心電圖缺乏數(shù)據(jù)傳輸及分析功能，無(wú)法及時(shí)反饋病人異常情況[11]。美國(guó)Cardionet移動(dòng)心臟門(mén)診遙測(cè)系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)心電圖的技術(shù)基礎(chǔ)上，增加了無(wú)線通信和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，在連續(xù)監(jiān)測(cè)心電的同時(shí)自動(dòng)識(shí)別心律失常，并即時(shí)傳輸異常節(jié)律，以便及時(shí)治療[12]。針對(duì)需要長(zhǎng)期、連續(xù)進(jìn)行心電監(jiān)測(cè)的病人，植入式傳感記錄儀可提供遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，早期識(shí)別異常心律[13]，但侵入性操作的安全性、監(jiān)測(cè)設(shè)備的準(zhǔn)確度及技術(shù)成本使其應(yīng)用受到了阻礙。在國(guó)內(nèi)多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀以其小巧、便攜、精準(zhǔn)的優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于急診室、救護(hù)車(chē)等多種醫(yī)用場(chǎng)合，在幫助臨床發(fā)現(xiàn)問(wèn)題以保障AMI病人的生命安全方面具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值[14]。未來(lái)的心電監(jiān)測(cè)儀器將向無(wú)線傳感、多種參數(shù)、人工智能預(yù)警的方向發(fā)展，為AMI病人提供高效、便捷的診療服務(wù)。

1.2　可穿戴設(shè)備在AMI病人風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

AMI具有起病急、進(jìn)展快、預(yù)后差的特點(diǎn)，嚴(yán)重威脅人們健康。目前，傳統(tǒng)診斷方法無(wú)法及時(shí)診斷AMI，使病人錯(cuò)過(guò)最佳救治時(shí)機(jī)。隨著可穿戴設(shè)備、大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)的發(fā)展，為創(chuàng)新疾病診斷模式提供了條件。王覓也等[15]提出了基于人工智能的心肌梗死風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)輔助決策系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析模塊完成數(shù)據(jù)的采集與處理，再由心肌梗死預(yù)測(cè)模塊判斷心肌梗死發(fā)生的概率，當(dāng)概率超過(guò)預(yù)設(shè)閾值時(shí)則觸發(fā)報(bào)警，為AMI風(fēng)險(xiǎn)分析與輔助決策提供了便利。但該系統(tǒng)主要應(yīng)用于院內(nèi)病人，無(wú)法為院外AMI病人提供診療服務(wù)。Chowdhury等[16]設(shè)計(jì)了可穿戴式實(shí)時(shí)檢測(cè)心臟病發(fā)作的預(yù)警系統(tǒng)，由傳感器將采集的心電信號(hào)傳輸?shù)筋A(yù)警模塊，該模塊通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法檢測(cè)到心臟病發(fā)作事件后，立即將病人位置和警報(bào)信息發(fā)送給緊急聯(lián)系人以便醫(yī)療團(tuán)隊(duì)實(shí)施救治，有效縮短了病人院前急救延遲時(shí)間。

1.3　可穿戴設(shè)備在AMI病人院前緊急救護(hù)中的應(yīng)用

心臟性猝死（sudden cardiac death，SCD）是AMI最嚴(yán)重的并發(fā)癥[17]。發(fā)生心搏驟停后的“黃金救治時(shí)間”僅有 4～6 min，搶救時(shí)間每延遲1 min,其生存率會(huì)降低7%～10%[18]。研究表明，在1 min內(nèi)實(shí)施心肺復(fù)蘇術(shù)（CPR），3～5 min內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)體外除顫器（automated external defibrillators，AED）除顫，可使心搏驟停病人存活率達(dá)50%～70%[19]。然而專(zhuān)業(yè)的急救人員無(wú)法在4～6 min到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)施救，可穿戴技術(shù)的發(fā)展為AMI院前緊急救護(hù)提供了可能。2006年，Kramer?Johansen 等[20]使用帶有內(nèi)置加速度計(jì)和壓力傳感器的反饋設(shè)備進(jìn)行心肺復(fù)蘇，該設(shè)備可以提供有關(guān)胸部按壓深度、頻率和強(qiáng)度的數(shù)據(jù)，反饋形式主要是聽(tīng)覺(jué)反饋（語(yǔ)音提示）和視覺(jué)反饋（顯示按壓波形），結(jié)果顯示，使用聽(tīng)覺(jué)?視覺(jué)反饋設(shè)備后提升了救援人員心肺復(fù)蘇的質(zhì)量。智能手表作為熱門(mén)的可穿戴設(shè)備，也可以用于反饋心肺復(fù)蘇的效果。Ahn等[21]開(kāi)發(fā)了一款安裝在智能手表上的應(yīng)用程序，該應(yīng)用程序根據(jù)佩戴者胸外按壓深度，以不同顏色的形式給出視覺(jué)反饋，佩戴者通過(guò)智能手表的振動(dòng)接收按壓頻率的反饋，但按壓過(guò)程中可能存在由于運(yùn)動(dòng)而難以感知振動(dòng)的情況。當(dāng)然這一研究是使用人體模型進(jìn)行的模擬訓(xùn)練，應(yīng)用于院前急救中可能需要考慮現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的各種因素，同時(shí)面臨緊急的情況，施救者可能需要操作更為簡(jiǎn)便、快捷的可穿戴設(shè)備。

80%的病人發(fā)生院外心搏驟停（out?of?hospital cardiac arrest，OHCA）是由心室顫動(dòng)引起[22]，早期進(jìn)行AED除顫對(duì)于提高OHCA病人的存活率十分重要。目前，我國(guó)正在逐步推廣公眾啟動(dòng)除顫項(xiàng)目，但存在AED使用率低、數(shù)量不足、配置不平衡等問(wèn)題[18]。如何在旁觀者不會(huì)使用AED、AED無(wú)法獲得甚至病人獨(dú)自1人的緊急情況下提供即時(shí)除顫，可穿戴除顫器很好地解決了AMI病人SCD的預(yù)防難題。LifeVest 4000是一種可穿戴式除顫器（wearable cardioverter?defibrillator，WCD），它將長(zhǎng)期心電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與AED相結(jié)合，當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到危及生命的心律失常，如室性心動(dòng)過(guò)速或心室顫動(dòng)時(shí)便會(huì)發(fā)出警報(bào)并進(jìn)行電除顫[23]?？纱┐魇匠澠髟跉W美國(guó)家已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，其安全性和除顫有效性已被多項(xiàng)臨床研究所證實(shí)[24?26]。2018年，我國(guó)開(kāi)展了應(yīng)用可穿戴式除顫器的多中心研究，但病人穿戴依從性不佳，穿戴依從性是可穿戴式除顫器發(fā)揮預(yù)防SCD的重要保障，因此，應(yīng)加強(qiáng)高危病人對(duì)可穿戴式除顫器的認(rèn)識(shí)，并積極推廣該穿戴設(shè)備在臨床中的應(yīng)用。

1.4　可穿戴設(shè)備在AMI病人呼救定位中的應(yīng)用

美國(guó)心臟協(xié)會(huì)提出急救生存鏈第一環(huán)是盡早識(shí)別、呼救以啟動(dòng)應(yīng)急系統(tǒng)，即在對(duì)病情初步判斷后撥打“120”或當(dāng)?shù)丶本入娫抂27]。但傳統(tǒng)“120”呼救方式有著諸多弊端，在“120”電話呼救過(guò)程中存在摘機(jī)遲緩、非呼救電話大量占用“120”專(zhuān)線、語(yǔ)言溝通不暢難以獲取病人準(zhǔn)確位置信息等問(wèn)題[28?30]。對(duì)于AMI病人來(lái)說(shuō)，最大的弊端在于突發(fā)劇烈胸痛時(shí)，病人無(wú)法清晰表述現(xiàn)場(chǎng)位置與發(fā)病情況，突發(fā)心搏驟停時(shí)甚至無(wú)法主動(dòng)呼救“120”[31]。陳士奇等[32]研發(fā)了一種智能應(yīng)急呼救系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)人體健康狀態(tài)，當(dāng)佩戴者發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)向“120”和家屬報(bào)警，同時(shí)發(fā)送病人定位信息，使病人及時(shí)獲救。不過(guò)該呼救系統(tǒng)尚未接入“120”急救體系，未來(lái)可以進(jìn)一步探索研究與“120”急救網(wǎng)絡(luò)連接的機(jī)制。丹麥實(shí)施了公民響應(yīng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用智能手機(jī)應(yīng)用程序進(jìn)行調(diào)度，并與緊急調(diào)度中心及AED網(wǎng)絡(luò)相連，當(dāng)病人懷疑發(fā)生OHCA，調(diào)度中心會(huì)激活緊急醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)以及半徑1.8 km內(nèi)的公民響應(yīng)者，收到警報(bào)的公民響應(yīng)者被派遣直接前往OHCA發(fā)生的地點(diǎn)，實(shí)施心肺復(fù)蘇或獲取AED[33]。該研究將應(yīng)用程序接入急救系統(tǒng)，同時(shí)將志愿者作為院前急救響應(yīng)系統(tǒng)中重要的一環(huán)，值得參考借鑒。

1.5　可穿戴設(shè)備在AMI病人院前急救信息交互中的應(yīng)用

調(diào)查顯示，我國(guó)AMI病人中約有71%為老年人[1]。老年AMI病人由于年齡大、記憶力下降、身體機(jī)能衰退等因素，在急救過(guò)程中采集病史資料時(shí)存在難度[34]，且目前我國(guó)“120”救護(hù)車(chē)與醫(yī)院急診科之間存在信息壁壘，無(wú)法共享病人病情資料，不僅嚴(yán)重影響了急救效率，也成為急救發(fā)展的重要瓶頸[35]。隨著5G技術(shù)、智能穿戴、物聯(lián)網(wǎng)及區(qū)塊鏈技術(shù)在醫(yī)療健康領(lǐng)域的迅速應(yīng)用，使得院前院內(nèi)急救無(wú)縫、高效鏈接成為可能。在美國(guó)，78%的醫(yī)生都在使用經(jīng)過(guò)認(rèn)證的電子健康記錄（electronic health record，EHR）系統(tǒng)[36]。Wang等[37]首次提出將可穿戴設(shè)備中記錄的移動(dòng)數(shù)據(jù)與EHR系統(tǒng)聯(lián)為一體，調(diào)整并統(tǒng)一設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的框架。Alpert等[38]研究了圖形界面在顯示病人智能手表的健康數(shù)據(jù)與EHR系統(tǒng)集成方面的可用性，結(jié)果顯示，圖形界面在文本的可讀性和界面的快速響應(yīng)時(shí)間方面獲得了較高的評(píng)價(jià)。這意味著病人在緊急就診時(shí)，可穿戴設(shè)備采集的生理數(shù)據(jù)有望通過(guò)EHR系統(tǒng)直接反饋給接診醫(yī)生，節(jié)約詢(xún)問(wèn)病史時(shí)間，提高急救效率。國(guó)外許多醫(yī)療機(jī)構(gòu)已經(jīng)開(kāi)始將可穿戴設(shè)備數(shù)據(jù)集成到病人門(mén)戶(hù)中，同時(shí)不斷增強(qiáng)可穿戴健康技術(shù)，并使醫(yī)療系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)EHR集成[39]。我國(guó)也在積極推進(jìn)院前急救電子病歷結(jié)構(gòu)化建設(shè)，構(gòu)建以電子病歷為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)共享、集成高效的急救信息平臺(tái)[6, 40?41]，但由于數(shù)據(jù)隱私、網(wǎng)絡(luò)安全及系統(tǒng)兼容等問(wèn)題，可穿戴設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、上傳到互聯(lián)網(wǎng)云端的信息與醫(yī)院信息系統(tǒng)還無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)接。

2 挑戰(zhàn)與展望

2.1　數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性、可靠性

可穿戴設(shè)備采集的生理指標(biāo)等數(shù)據(jù)是指導(dǎo)急救人員進(jìn)行臨床決策的主要來(lái)源，不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)比沒(méi)有數(shù)據(jù)危害更大，因此，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及可靠性尤為重要。許多研究質(zhì)疑可穿戴傳感器數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和軟件算法的可靠性。有研究驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，市場(chǎng)上不同可穿戴產(chǎn)品在不同的場(chǎng)景下，腕表式心率檢測(cè)設(shè)備的準(zhǔn)確性各不相同[42]。Feehan等[43]在一項(xiàng)納入67項(xiàng)研究的Meta分析中表明，可穿戴設(shè)備Fitbit在步數(shù)測(cè)量方面的準(zhǔn)確度還有待考究。在美國(guó)由食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）對(duì)醫(yī)療級(jí)傳感器進(jìn)行監(jiān)管，目前國(guó)內(nèi)缺乏明確的監(jiān)管政策來(lái)統(tǒng)一業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，只有設(shè)備的準(zhǔn)確度與可靠性能夠與醫(yī)療設(shè)備相媲美，可穿戴式監(jiān)測(cè)技術(shù)在健康領(lǐng)域才有廣闊的發(fā)展前景。

2.2　數(shù)據(jù)傳輸?shù)目焖傩院蛿?shù)據(jù)共享的標(biāo)準(zhǔn)性

AMI的院前急救響應(yīng)過(guò)程本身就對(duì)救治時(shí)效性有很高要求，因此，如何在保障病人救治效果的前提下，設(shè)備快速獲得病人多參數(shù)體征數(shù)據(jù)，快速將采集到的生理參數(shù)轉(zhuǎn)化為急救決策建議，快速將現(xiàn)場(chǎng)急救數(shù)據(jù)傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)的醫(yī)療急救機(jī)構(gòu)，提升AMI病人在院前急救過(guò)程中的時(shí)效性，是可穿戴技術(shù)在院前急救響應(yīng)中必須應(yīng)對(duì)的挑戰(zhàn)。胸痛中心的建設(shè)為AMI病人提供了快速診療通道，其區(qū)域協(xié)同理念是一個(gè)需要多機(jī)構(gòu)互相協(xié)作、共同參與的急救模式[44]，需要在急救數(shù)據(jù)傳輸和共享方面開(kāi)展進(jìn)一步研究。未來(lái)可構(gòu)建全域、全民、全程的急救數(shù)據(jù)傳輸與共享標(biāo)準(zhǔn)化體系，建立緊密的AMI區(qū)域協(xié)同信息化救治體系，全面覆蓋高危人群，從標(biāo)準(zhǔn)層面及規(guī)范層面打通急救全過(guò)程數(shù)據(jù)交互的信息壁壘，進(jìn)一步提升AMI急救水平。

2.3　可穿戴設(shè)備穿戴的依從性及功能兼容性

可穿戴設(shè)備能否在AMI病人發(fā)生緊急情況時(shí)，迅速啟動(dòng)急救響應(yīng)系統(tǒng)，關(guān)鍵在于病人當(dāng)時(shí)是否佩戴設(shè)備。而可穿戴設(shè)備的外形尺寸、電池續(xù)航、結(jié)構(gòu)材料、易用程度等都是病人能否長(zhǎng)期依從穿戴的影響因素[45]。不少研究應(yīng)用實(shí)時(shí)行為改變技術(shù)，通過(guò)動(dòng)態(tài)評(píng)估病人需求，并在一定時(shí)間內(nèi)給予適當(dāng)干預(yù)，以促進(jìn)病人的行為依從性[46?47]，但如何維持病人長(zhǎng)期行為改變的能力仍然是一個(gè)問(wèn)題。還有學(xué)者利用技術(shù)接受模型了解人們對(duì)可穿戴技術(shù)的接受程度和使用想法，結(jié)果顯示，感知的有用性、兼容性、促進(jìn)條件和自我報(bào)告的健康狀況顯著影響人們的使用意愿[48]。因此，在未來(lái)可穿戴設(shè)備技術(shù)的設(shè)計(jì)和研發(fā)過(guò)程中，應(yīng)關(guān)注病人的具體需求，給予病人良好的佩戴體驗(yàn)感，提高病人對(duì)可穿戴系統(tǒng)的依從性。目前，可穿戴設(shè)備功能單一，主要集中在健康監(jiān)測(cè)層面，許多功能的實(shí)現(xiàn)還依賴(lài)于智能手機(jī)，很少有可穿戴醫(yī)療設(shè)備有效集成多種功能[49]?？纱┐髟O(shè)備的兼容性相對(duì)較差，在與急救醫(yī)療系統(tǒng)端口對(duì)接及兼容互通上仍需進(jìn)一步研究。

3 小結(jié)

可穿戴設(shè)備在院前急救醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用還處于不斷發(fā)展的階段，隨著人口老齡化進(jìn)程的加速，病人驅(qū)動(dòng)的急救信息化時(shí)代即將到來(lái)，未來(lái)在AMI的院前急救方面將帶來(lái)巨大益處。但可穿戴技術(shù)在急救實(shí)踐中還存在一些挑戰(zhàn)，特別是在數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣取⒐蚕淼某潭龋∪藢?duì)可穿戴設(shè)備的依從性、產(chǎn)品的兼容性等方面。隨著傳感設(shè)備和信息技術(shù)的不斷發(fā)展，可穿戴設(shè)備將獲得更復(fù)雜多元的功能，并成為院前急救中不可或缺的一部分。

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Research progress on application of wearable devices in pre?hospital emergency care in acute myocardial infarction

PENGXi, SHIZeya, CHENHuali, ZHANGYan, LILihua

Hunan Provincial People's Hospital (The First Affiliated Hospital of Hunan Normal University), Hunan 410005 China

acute myocardial infarction； wearable devices； pre-hospital emergency； remote monitoring； risk prediction； review

SHI Zeya, E?mail: 675740759@qq.com

湖南創(chuàng)新型省份建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目，編號(hào)：2022JJ70098；長(zhǎng)沙市科技計(jì)劃項(xiàng)目，編號(hào)：kq2202444

彭希，主管護(hù)師，碩士

石澤亞，E?mail：675740759@qq.com

彭希,石澤亞,陳華麗,等.可穿戴設(shè)備在急性心肌梗死院前急救中應(yīng)用的研究進(jìn)展[J].護(hù)理研究,2023,37(21):3869?3873.

10.12102/j.issn.1009-6493.2023.21.013

（2022-11-28；

2023-07-31）

（本文編輯 崔曉芳）