低功率无线技术如何提高心脏状态监测的

本文作者：Nordic半导体业务开发部门Thomas Søderholm

低功率无线技术激发了下一代心脏监测解决方案在心脏疾病诊断和治疗方面的应用潜力。这些连网的医疗设备将为世界各地数百万计的冠状动脉疾病、瓣膜心脏病和充血心力衰竭病患带来希望。

心脏疾病事关重大

国家心脏健康统计数据常常令人们感到震惊。例如，根据美国疾病控制与预防中心（CDC）数据，在美国，心脏病是导致大多数民族和人种的男女死亡的主要原因（每四例死亡中就有一例）。美国国家公共卫生研究院（NPHI）指出每36秒钟就有一人死于心血管疾病。同时，CDC报告还指出美国每年因为心脏疾病而造成医疗、药物花费和因此死亡造成的生产力损失合计约为2，190亿美元。

心脏疾病无法早期预防和快速诊治的原因有多种，包括家庭病患难以直接获得医疗资源，或是早期的疾病信号难以辨别。这些因素导致心脏疾病的发病率和死亡率居高不下。虽然许多心脏病据有生理症状如胸痛、虚弱、不适、恶心和呼吸急促等，但更多时候它们会在没有症状的情况下迅速恶化，通过及时治疗来阻止病情恶化已经成为挽救心脏病人的关键点。

远程实时心脏监测

系统性看护的潜在缺陷，使得持续的生理监测成为控制心脏疾病的关键。远程实时健康监控系统可以帮助无人照顾的病患、亲属和医疗保健专业人员更好地管理个人的持续心脏病，并立即对心脏疾病发作和紧急情况采取措施。

程监控解决方案的核心是集成了强大而可靠的短距离无线技术，如低功耗蓝牙技术。通过无线连接，可让可穿戴的智能心电图（ECG）等个人保健设备检测出心律不齐（心脏非正常跳动）相关的心脏疾患。此外，无论用户身在何处，当出现异常心脏现象和危险情况时，通过网络连接及时通知病患及其临床医生显得尤为重要。

同时，穿戴传感器设备获取的重要的心脏健康数据和通知也可以从低功耗无线连接发送到关联的智能手机上。另外，数据也可以传输到云平台，用于医院、医疗中心或任何地方的笔记本电脑的临床诊断。

智能心脏传感器

ECG247智能心脏传感器是即将在心脏监测领域发挥作用的众多解决方案之一，该设备由挪威医疗技术制造商AppSens开发。可穿戴式ECG心脏监护仪用于检测房颤（最常见的心律失常，是中风的常见起因）以及其他心律不齐状况。ECG247使用一次性电极贴片将传感器固定在病患的胸部上，通过可重复使用的电子芯片装置来监视和记录ECG信号。

在运动/活动期间，病患可以自测心脏的健康状况。AppSens ECG247智能心脏传感器采用Nordic nRF52832 SoC来提供低功耗蓝牙连接，可将病患的ECG数据从可穿戴设备传输到智能手机上。随后，病患可以通过相应的应用程序查看测量结果和检测到的心律不齐情形。

AppSens平台的与众不同在于，医生可以通过它筛查出因存在心律失常或相关症状（例如心悸或心律加快）而具有更高中风风险的人群。

病患的心律记录可以自动传输和存储在基于云的安全服务器上。通过使用 AI驱动算法可以分析检测到的心律失常的发生；当存在“人为干扰”（心律监测中的电干扰）情况下确认或否定心律失常的发生。只需简单的连续访问记录的ECG信号，结合检测到的病患的心律失常发生情况，医疗专业人员能够快速提供诊断评估。

Nordic

赋能处理和功耗特性

在设备使用Nordic低功耗蓝牙无线链路采用安全低延迟连接智能手机前，nRF52832 SoC对ECG247智能心脏传感器数据进行了重要处理。这个功能强大的SoC器件主频64MHz，为带有浮点运算单元（FPU）的32位Arm Cortex-M4处理器，能支持可穿戴设备的集成传感器。nRF52832 SoC通过运行专用算法，可连续测量和分析病患心脏的电活动数据并发现异常。

对于不允许在关键时刻出现故障的无线连接的健康监控应用来说，功耗也是一个关键因素。nRF52832具有超低功耗特性，可让ECG247的CR2032纽扣电池支持最长14天的连续心率监测操作。

AppSens首席执行官Tord Ytterdahl表示：

射频信号通常很难在靠近人体的系统中传输，但Nordic SoC据有极低的功耗、Arm CPU功能和高无线电灵敏度等特性，使得可穿戴解决方案（如ECG247智能心脏传感器）具备了可行性。

原文刊于电子工程专辑

编辑：jq