智能手机微机电传感器助力心衰早筛
智能手机微机电传感器助力心衰早筛
近日，一项发表在《美国心脏病学会杂志》（JACC）上的研究显示，智能手机可以通过内置的微机电传感器（MEMS）准确识别心力衰竭（心衰），准确率高达89%。这一突破性发现可能彻底改变心衰的筛查和监测方式。
研究方法与结果
研究团队在芬兰和美国的三家医院收集并分析了1003人的数据，其中包括217名确诊心衰且有症状的患者，以及786名对照者。检测时，参与者需要仰卧在床上，赤裸上身或穿一件薄衣服，将三星Galaxy S9或S9+手机平放在胸骨位置2分钟。手机中的软件会记录下检测到的胸壁运动，这些运动与心脏听诊中的三个心音时期一致，包含信号的振幅、面积和时间间隔。
这些数据通过网络上传到研究中心进行分析。算法会选择最相近的10次心跳信号，滤除杂波后重点研究收缩舒张运动带来的变化。研究首先使用半数患者和相应数量对照者的数据建立心衰的识别标准，然后在剩余参与者中测试标准的准确程度。
结果显示，心衰识别的准确率为89%，灵敏度为85%，特异度为90%。值得注意的是，在不同年龄、性别、体重指数、心衰分级以及是否合并心房颤动的人群中，识别的准确性差别不大。
技术原理与优势
这项技术的核心在于利用智能手机中的微机电传感器（MEMS），其中包括测量线性加速的加速计和测量角速度的陀螺仪。这些传感器可以探测多方向的直线和旋转运动，从而捕捉心脏运动通过胸部传导到皮肤表面的细微变化。
与传统的心衰诊断方法相比，这种方法具有以下优势：
- 简便易行：只需要一部智能手机，不需要额外的硬件设备
- 准确率高：89%的准确率与专业医疗设备相当
- 适用范围广：不受年龄、性别等因素影响
- 远程监测可能：数据可以通过网络传输，实现远程监控
现实意义与未来前景
心衰是各种心脏疾病的严重表现或晚期阶段，一旦被诊断，5年内死亡的风险高达51.8%。及时发现心衰可以显著降低死亡率，但心衰症状常与其他疾病重合，如呼吸困难、疲劳和下肢水肿，这使得诊断往往依赖于血液测试、心脏超声等检查和医生的判断，常常不能及时得出。
根据《中国心力衰竭诊断和治疗指南2024》的数据，我国35岁以上成年人中心衰患病率为1.3%，约有1370万心衰患者。随着人口老龄化加剧，这一数字还在持续上升。因此，这种简单、快捷、准确的筛查方法具有重要的现实意义。
虽然目前这项技术还不能用于最终诊断，但作为筛查工具，它可以：
- 帮助高风险人群进行早期筛查
- 减轻医疗机构的负担
- 提高心衰的整体诊断效率
未来，随着传感技术和算法的不断改进，这种远程监测技术有望彻底改变医疗保健方式，使远程预防、诊断和治疗疾病成为可能，缩小医疗资源的差距，帮助所有使用者远离疾病威胁。
研究局限性
尽管这项研究结果令人鼓舞，但仍存在一些局限性：
- 芬兰医院的对照组未接受心脏超声检查，可能无法排除无症状的心衰患者
- 心衰组与对照组的人口学特征存在差异，可能影响识别标准的建立
- 目前还不能用于最终诊断，只能作为筛查工具
尽管如此，这项研究仍为心衰的早期发现和管理提供了新的可能性。随着技术的进一步完善，智能手机有望成为每个人随身携带的健康监测工具，为心血管疾病的预防和治疗带来革命性的变化。