通过可穿戴设备进行准确的血压监测是否需要脉冲传输时间？

自1920年以来，心血管疾病一直是美国人死亡的主要原因。同样令人担忧的是，根据美国心脏协会555的数据，2016年相关的医疗和间接成本总计为1亿美元，预计到1年将达到2035.1万亿美元。

可穿戴设备（能够连续、实时地监测生命体征）变得越来越复杂，这是一件好事。

采用先进的传感器和算法以及强大而高效的处理器设计，监测心率、血氧水平、睡眠质量和压力水平等参数的可穿戴设备已经上市。用于非侵入性检测或筛查糖尿病、***癌症、心房颤动和紫外线照射等疾病的产品的研究和工作正在进行中。可穿戴设备可以使人们能够更密切地管理慢性病，并更积极主动地解决以前未发现的健康问题。

让我们考虑血压 - 心血管健康的重要指标和必须管理的生命体征。美国心脏协会建议高血压患者进行家庭监测，以评估他们的治疗是否有效。已经有很多可用的家庭监控工具。然而，它们中的大多数都是基于袖带的，需要专门的时间坐下来捕获测量值（并且这些测量不是连续进行的）。

幸运的是，基于手腕的设备可以连续且无创地监测血压。例如，欧姆龙医疗保健的心脏指南是第一款可穿戴式血压监测仪;它已获得美国食品和药物管理局（FDA）的批准。HeartGuide本质上是一款智能手表，采用示波袖带法，是医疗级个人血压测量的标准2.随附的应用程序提供有关读数的见解，并允许与用户的医生共享。

基于手腕的精确血压监测的挑战

从手腕捕获精确的血压读数具有挑战性，因为那里的动脉更窄，不像上臂动脉那样深入皮肤。此外，手臂和手腕必须与心脏齐平，才能获得正确的读数3.脉冲传输时间（PTT）表示脉冲压力波形在动脉树长度上传播所需的时间，提供了一种测量血压的方法。当血液从左心室喷射时，就会出现这种脉压波形，并且它的移动速度大于血液本身的向前运动。除了测量血压外，PTT还提供动脉硬度指标。

PTT 可以通过心电图 （ECG） 和光电容积脉搏波 （PPG） 信号的计算得出;它基于血管中压力脉冲波形状的严格定义特征4。心电图提供与心肌相关的电信号的测量和图形表示，以时间表示。PPG提供心动周期中组织中血液体积变化的光学测量。利用PPG和ECG的光学传感器用于可穿戴设备中测量心率。测量PTT涉及计算ECG的R峰值与使用PPG5测量的压力脉冲波参考点之间的时间。

然而，研究表明，仅测量PTT来评估血压可能还不够。研究人员在一项研究中发现，将 PTT、心率和先前的血压估计值结合起来，可以获得更准确的当前血压值。除了一般血压监测外，PTT还被检查用于其他应用，例如通过测量呼吸努力或作为脊髓麻醉期间低血压发作的指标来检测睡眠疾病的方法。

Maxim为健康可穿戴设备提供生物传感器模块和生物电位模拟前端（AFE）。MAX30001是超低功耗、单通道集成生物电位和生物阻抗AFE。该解决方案包括一个提供心电图波形、心率和起搏器边缘检测的生物电位通道和一个测量呼吸的生物阻抗通道。

已经进行了检查，利用由ECG AFE和PPG传感器组成的双芯片解决方案，通过可穿戴设备测量脉冲到达时间（PAT），该时间等于PTT和预喷射时间的总和。PAT比PTT更容易测量，并已被提议作为PTT替代品。然而，随后的研究表明，由于准确性问题，PAT不是PTT作为血压标志物的理想替代品。然而，在某些情况下，它可能潜在地表明血压变化的趋势很大。

有趣的是，有一种使用双芯片解决方案通过可穿戴设备测量PAT的方法。现在，想象一下通过添加从可穿戴外形尺寸收集的数据中计算PTT的功能可能出现的潜在解决方案。应用传感器融合将来自多个传感器的数据与人工智能 （AI） 汇集在一起，以识别模式和行动机会，开辟了更多的可能性。复杂的数据分析将在后台进行。但对于佩戴者来说，他或她只需要一个设备，可以舒适方便地提供连续监测。

审核编辑：郭婷