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(jià)值，但當(dāng)心電信息高于100Hz時(shí)，常規(guī)心電圖儀無法進(jìn)行準(zhǔn)確捕捉，可能會(huì)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(bǔ)常規(guī)心電圖的缺陷，而且靈敏度高、簡(jiǎn)便、無創(chuàng)，有助于心肌損傷的早期發(fā)現(xiàn)，對(duì)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(chǎng)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(jìn)入臨床應(yīng)用僅有二三十年的時(shí)間，對(duì)心臟細(xì)節(jié)的認(rèn)知和檢測(cè)過程的技術(shù)問題是阻礙高頻心電圖發(fā)展的兩個(gè)非常重要的原因。
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是一個(gè)螺旋上升的過程，人們對(duì)心臟的認(rèn)知也是如此。從1780年43歲的意大利解剖學(xué)家伽伐尼意識(shí)到生物會(huì)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(jī)記錄了第一份心電圖，到現(xiàn)在心電圖檢測(cè)已經(jīng)成為我們身體檢查的常規(guī)手段，人們對(duì)心臟的認(rèn)識(shí)是慢慢加深的。
我們常用一個(gè)成語“盲人摸象”來形容一個(gè)人目光短淺，只見局部，不見整體。但其實(shí)科學(xué)探索也是一個(gè)盲人摸象的過程，最開始由于沒有合適的測(cè)量手段，我們對(duì)心臟的情況完全不了解。直到科學(xué)家意識(shí)到心臟能產(chǎn)生生物電，而且心臟的生物電信號(hào)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(hào)中的高頻信號(hào)對(duì)心臟的健康情況能做更全面的分析，于是才開始展開對(duì)高頻心電信號(hào)的研究。如果說常規(guī)心電信號(hào)讓我們?cè)凇懊蟆钡倪^程中，掌握了心臟跳動(dòng)的大致特征，那么高頻信號(hào)則在這個(gè)基礎(chǔ)上為我們提供了更多的細(xì)節(jié)。
相對(duì)于常規(guī)心電信號(hào)的測(cè)量，高頻心電檢測(cè)的難度會(huì)更高。一方面對(duì)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(duì)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(huì)更多。還有一點(diǎn)非常重要，外界無處不在的工頻干擾，會(huì)混雜在微弱的心電信號(hào)當(dāng)中，如果不能將干擾信號(hào)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(duì)心電信號(hào)的影響，相應(yīng)的濾波技術(shù)也在發(fā)展。現(xiàn)在主要運(yùn)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(shí)際使用過程中，會(huì)存在一些問題。比如陷波器技術(shù)在濾除工頻干擾時(shí)會(huì)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(shí)無法快速響應(yīng)，這些缺陷都會(huì)導(dǎo)致最終的測(cè)量結(jié)果不精準(zhǔn)。
曼森伯格Pre－SigDetection濾波技術(shù)（以下簡(jiǎn)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(shí)，不會(huì)引入新的干擾；第二，即使干擾頻率與心電信號(hào)相同，也能做到只濾除干擾保留有用的心電信號(hào)；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(shí)別干擾頻率并進(jìn)行濾除。
由于具有上述技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，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(shì)，幫助心電圖儀設(shè)備提升檢測(cè)性能。同時(shí)，基于PSD濾波系統(tǒng)先進(jìn)的算法，可以幫助便攜式家用心室晚電位儀的測(cè)量精度達(dá)到醫(yī)院的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。
二、高頻心電圖儀的應(yīng)用前景
根據(jù)《中國心血管病報(bào)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(yán)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(shì)。
從2002到2015年急性心肌梗死（死亡率總體呈上升態(tài)勢(shì)，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(yán)峻的現(xiàn)實(shí)。針對(duì)這類疾病的整體防控，有一些指標(biāo)，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(jī)構(gòu)進(jìn)行大量的工作，基于我國醫(yī)療現(xiàn)狀，可以說任重道遠(yuǎn)。
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(shí)或?qū)崟r(shí)的進(jìn)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(bào)告。如果數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)預(yù)警并提醒患者及時(shí)就醫(yī)。這樣大量原本需要專業(yè)醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行普及和測(cè)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(dòng)，大幅提升工作效率。
由于高頻心電設(shè)備能提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)，對(duì)心血管疾病的診療具有重大的參考價(jià)值，因此在移動(dòng)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。