自1920年以來(lái)，心血管疾病一直是美國(guó)人死亡的主要原因。同樣令人擔(dān)憂(yōu)的是，根據(jù)美國(guó)心臟協(xié)會(huì)555的數(shù)據(jù)，2016年相關(guān)的醫(yī)療和間接成本總計(jì)為1億美元，預(yù)計(jì)到1年將達(dá)到2035.1萬(wàn)億美元。

可穿戴設(shè)備（能夠連續(xù)、實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)生命體征）變得越來(lái)越復(fù)雜，這是一件好事。

采用先進(jìn)的傳感器和算法以及強(qiáng)大而高效的處理器設(shè)計(jì)，監(jiān)測(cè)心率、血氧水平、睡眠質(zhì)量和壓力水平等參數(shù)的可穿戴設(shè)備已經(jīng)上市。用于非侵入性檢測(cè)或篩查糖尿病、***癌癥、心房顫動(dòng)和紫外線(xiàn)照射等疾病的產(chǎn)品的研究和工作正在進(jìn)行中。可穿戴設(shè)備可以使人們能夠更密切地管理慢性病，并更積極主動(dòng)地解決以前未發(fā)現(xiàn)的健康問(wèn)題。

讓我們考慮血壓 - 心血管健康的重要指標(biāo)和必須管理的生命體征。美國(guó)心臟協(xié)會(huì)建議高血壓患者進(jìn)行家庭監(jiān)測(cè)，以評(píng)估他們的治療是否有效。已經(jīng)有很多可用的家庭監(jiān)控工具。然而，它們中的大多數(shù)都是基于袖帶的，需要專(zhuān)門(mén)的時(shí)間坐下來(lái)捕獲測(cè)量值（并且這些測(cè)量不是連續(xù)進(jìn)行的）。

幸運(yùn)的是，基于手腕的設(shè)備可以連續(xù)且無(wú)創(chuàng)地監(jiān)測(cè)血壓。例如，歐姆龍醫(yī)療保健的心臟指南是第一款可穿戴式血壓監(jiān)測(cè)儀;它已獲得美國(guó)食品和藥物管理局（FDA）的批準(zhǔn)。HeartGuide本質(zhì)上是一款智能手表，采用示波袖帶法，是醫(yī)療級(jí)個(gè)人血壓測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)2.隨附的應(yīng)用程序提供有關(guān)讀數(shù)的見(jiàn)解，并允許與用戶(hù)的醫(yī)生共享。

基于手腕的精確血壓監(jiān)測(cè)的挑戰(zhàn)

從手腕捕獲精確的血壓讀數(shù)具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)槟抢锏膭?dòng)脈更窄，不像上臂動(dòng)脈那樣深入皮膚。此外，手臂和手腕必須與心臟齊平，才能獲得正確的讀數(shù)3.脈沖傳輸時(shí)間（PTT）表示脈沖壓力波形在動(dòng)脈樹(shù)長(zhǎng)度上傳播所需的時(shí)間，提供了一種測(cè)量血壓的方法。當(dāng)血液從左心室噴射時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)這種脈壓波形，并且它的移動(dòng)速度大于血液本身的向前運(yùn)動(dòng)。除了測(cè)量血壓外，PTT還提供動(dòng)脈硬度指標(biāo)。

PTT 可以通過(guò)心電圖 （ECG） 和光電容積脈搏波 （PPG） 信號(hào)的計(jì)算得出;它基于血管中壓力脈沖波形狀的嚴(yán)格定義特征4。心電圖提供與心肌相關(guān)的電信號(hào)的測(cè)量和圖形表示，以時(shí)間表示。PPG提供心動(dòng)周期中組織中血液體積變化的光學(xué)測(cè)量。利用PPG和ECG的光學(xué)傳感器用于可穿戴設(shè)備中測(cè)量心率。測(cè)量PTT涉及計(jì)算ECG的R峰值與使用PPG5測(cè)量的壓力脈沖波參考點(diǎn)之間的時(shí)間。

然而，研究表明，僅測(cè)量PTT來(lái)評(píng)估血壓可能還不夠。研究人員在一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)，將 PTT、心率和先前的血壓估計(jì)值結(jié)合起來(lái)，可以獲得更準(zhǔn)確的當(dāng)前血壓值。除了一般血壓監(jiān)測(cè)外，PTT還被檢查用于其他應(yīng)用，例如通過(guò)測(cè)量呼吸努力或作為脊髓麻醉期間低血壓發(fā)作的指標(biāo)來(lái)檢測(cè)睡眠疾病的方法。

Maxim為健康可穿戴設(shè)備提供生物傳感器模塊和生物電位模擬前端（AFE）。MAX30001是超低功耗、單通道集成生物電位和生物阻抗AFE。該解決方案包括一個(gè)提供心電圖波形、心率和起搏器邊緣檢測(cè)的生物電位通道和一個(gè)測(cè)量呼吸的生物阻抗通道。

已經(jīng)進(jìn)行了檢查，利用由ECG AFE和PPG傳感器組成的雙芯片解決方案，通過(guò)可穿戴設(shè)備測(cè)量脈沖到達(dá)時(shí)間（PAT），該時(shí)間等于PTT和預(yù)噴射時(shí)間的總和。PAT比PTT更容易測(cè)量，并已被提議作為PTT替代品。然而，隨后的研究表明，由于準(zhǔn)確性問(wèn)題，PAT不是PTT作為血壓標(biāo)志物的理想替代品。然而，在某些情況下，它可能潛在地表明血壓變化的趨勢(shì)很大。

有趣的是，有一種使用雙芯片解決方案通過(guò)可穿戴設(shè)備測(cè)量PAT的方法。現(xiàn)在，想象一下通過(guò)添加從可穿戴外形尺寸收集的數(shù)據(jù)中計(jì)算PTT的功能可能出現(xiàn)的潛在解決方案。應(yīng)用傳感器融合將來(lái)自多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)與人工智能 （AI） 匯集在一起，以識(shí)別模式和行動(dòng)機(jī)會(huì)，開(kāi)辟了更多的可能性。復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析將在后臺(tái)進(jìn)行。但對(duì)于佩戴者來(lái)說(shuō)，他或她只需要一個(gè)設(shè)備，可以舒適方便地提供連續(xù)監(jiān)測(cè)。

審核編輯：郭婷