可穿戴設(shè)備在心肌梗死患者隨訪管理中的應(yīng)用

黃寶濤

(四川大學(xué)華西醫(yī)院心臟內(nèi)科，四川 成都 610041)

心血管疾病的管理需貫穿預(yù)防、治療和隨訪全程，需個(gè)人、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、社區(qū)衛(wèi)生機(jī)構(gòu)和社會(huì)的共同參與。急性心肌梗死患者在接受急診冠狀動(dòng)脈血運(yùn)重建后并非結(jié)束了疾病的治療，在后續(xù)生活中還面臨心臟重構(gòu)和心力衰竭(心衰)、心律失常、猝死、再次血運(yùn)重建和再入院等風(fēng)險(xiǎn)，因此改變生活方式及規(guī)范化的藥物治療非常重要。近年來數(shù)字技術(shù)的進(jìn)步促使多種可穿戴設(shè)備涌現(xiàn)，可用于患者的生命體征監(jiān)測(cè)、運(yùn)動(dòng)管理、睡眠監(jiān)測(cè)、飲食習(xí)慣及藥物監(jiān)測(cè)，這為心血管疾病患者的遠(yuǎn)程和全程管理提供了可能[1]。薈萃分析[2]結(jié)果顯示，與常規(guī)管理相比，利用可穿戴設(shè)備的信息并結(jié)合目標(biāo)設(shè)置、虛擬社會(huì)支持、電子教育計(jì)劃、實(shí)時(shí)反饋和健康日記等教育支持的管理模式，更加有利于慢性疾病患者危險(xiǎn)因素的控制?，F(xiàn)就如何充分發(fā)揮可穿戴設(shè)備在心肌梗死后患者管理中的優(yōu)勢(shì)，對(duì)患者進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警及預(yù)測(cè)預(yù)后做一綜述。

1 戒煙

吸煙是一個(gè)重要和可糾正的心血管危險(xiǎn)因素，戒煙可降低發(fā)生心肌梗死和缺血性卒中的風(fēng)險(xiǎn)，且這種獲益不受戒煙后體重增加的影響[3]。在年齡≤50歲的心肌梗死患者中，接近一半的患者有吸煙史，隨訪11年后，心肌梗死后1年內(nèi)戒煙的患者全因死亡和心血管風(fēng)險(xiǎn)較持續(xù)吸煙者降低>50%[4]。目前常用自我報(bào)告的吸煙量及習(xí)慣來估計(jì)患者的煙草依賴程度，但評(píng)估結(jié)果不僅受患者記憶的影響，而且無法獲取吸煙深度、吸煙持續(xù)時(shí)間、每支香煙的吸煙量以及其他煙草暴露的信息?？纱┐魇絺鞲衅魍ㄟ^分析患者點(diǎn)煙的動(dòng)作、手與嘴的相對(duì)位置、手腕的活動(dòng)(腕帶)、呼吸模式(胸腹帶)、吸煙時(shí)呼吸的聲學(xué)特點(diǎn)(在胸骨切跡上安置聲學(xué)傳感器)以及生理參數(shù)(心率和血壓等)變化，或通過在患者的頭部或胸部佩戴的小型攝像機(jī)來觀察手的變化這些方式來判斷吸煙行為及后續(xù)效應(yīng)[5-6]。然而，目前傳感器對(duì)吸煙行為的監(jiān)測(cè)還未廣泛用于臨床，且受到佩戴者個(gè)人對(duì)生活方式管理的重視程度影響。盡管如此，TEXT ME試驗(yàn)[7]顯示，在冠心病患者的常規(guī)隨訪基礎(chǔ)上給予改善生活方式的建議、激勵(lì)性的提醒和支持可顯著降低隨訪6個(gè)月時(shí)患者的吸煙比例，并且提高其他心血管危險(xiǎn)因素的改善程度。監(jiān)測(cè)吸煙行為并實(shí)時(shí)反饋可能有利于提高戒煙比例。

2 飲食和飲酒管理與體重控制

目前指南建議心肌梗死患者遵循近似于地中海飲食的模式。這種飲食模式對(duì)食物的種類、量、烹飪方式及食用頻次作出了要求。目前可穿戴設(shè)備通過化學(xué)生物傳感或物理生物傳感的方式對(duì)口腔及飲食行為進(jìn)行連續(xù)性的監(jiān)測(cè)[8]。一些手機(jī)應(yīng)用或傳感器根據(jù)食物圖片和必要的標(biāo)注，經(jīng)過圖像分割、食物識(shí)別以及尺寸估算三個(gè)程序分析食物的營養(yǎng)信息[9]。帶有電化學(xué)感受器和電路板的護(hù)牙套可通過唾液分析測(cè)量乳酸、尿酸、葡萄糖和膽固醇水平；水凝膠傳感器放置在牙齒上，由于攝入食物的pH值不同，水凝膠的膨脹程度存在差異，導(dǎo)致傳感器內(nèi)部發(fā)生共振頻率變化，可識(shí)別食物種類；物理傳感器主要是用于監(jiān)測(cè)進(jìn)餐習(xí)慣，這種傳感器捕捉進(jìn)餐時(shí)間、持續(xù)時(shí)間、進(jìn)食期間的細(xì)微動(dòng)作(咀嚼、吞咽、手腕和手臂的動(dòng)作)變化等信息[8-9]。然而，由于化學(xué)感受器需佩戴在口腔中，佩戴者的舒適度可能較差，會(huì)限制其臨床推廣，且現(xiàn)有手段對(duì)飲食結(jié)構(gòu)的區(qū)分度也比較有限。利用佩戴在人體上的聲學(xué)(如配有麥克風(fēng)的頸套)和慣性傳感器(佩戴在手腕上)可用來監(jiān)測(cè)飲酒活動(dòng)，而嵌入慣性傳感器的容器以及佩戴慣性傳感器還可用來估計(jì)飲酒量[10]。但嗜酒者接觸的飲酒環(huán)境多變，監(jiān)測(cè)結(jié)果可能低估實(shí)際飲酒量?？纱┐魇浇?jīng)皮酒精濃度監(jiān)測(cè)器通過連續(xù)測(cè)量經(jīng)皮膚排出的乙醇來了解酒精的飲用量[11]。由于葡萄糖等必需營養(yǎng)素進(jìn)入人體后會(huì)引起細(xì)胞內(nèi)外液流動(dòng)的變化，有一種可穿戴式的腕部裝置通過感受到的生物阻抗信號(hào)反映進(jìn)食情況，根據(jù)傳感器信號(hào)推算能量攝入和消耗輸出，可估計(jì)能量和營養(yǎng)素的攝取，然而其準(zhǔn)確性及實(shí)用性仍需進(jìn)一步驗(yàn)證[12]?？纱┐魇较鄼C(jī)可用于監(jiān)測(cè)人們?cè)谌粘；顒?dòng)中不經(jīng)意的進(jìn)食和使用飲料等習(xí)慣，能為人群找到改善飲食習(xí)慣的靶點(diǎn)提供幫助[13]。可穿戴相機(jī)是當(dāng)前可能規(guī)模應(yīng)用于心肌梗死后患者飲食管理的手段，它能記錄患者真實(shí)生活狀態(tài)中的進(jìn)食細(xì)節(jié)，并可對(duì)采集的圖像進(jìn)行自動(dòng)歸類，但目前仍缺乏其在冠心病管理中的應(yīng)用研究。一項(xiàng)研究[14]顯示，應(yīng)用可穿戴設(shè)備反饋減重信息未能提高控制體重的效能。IDEA試驗(yàn)將體質(zhì)量指數(shù)25～40的參與者分為使用可穿戴設(shè)備監(jiān)測(cè)飲食和體力活動(dòng)的強(qiáng)化干預(yù)組和規(guī)定了低熱飲食和增加體力活動(dòng)等內(nèi)容的常規(guī)干預(yù)組，結(jié)果顯示，隨訪到24個(gè)月時(shí)，與常規(guī)干預(yù)組相比，強(qiáng)化干預(yù)組體重降低更少，表明可穿戴設(shè)備未在傳統(tǒng)控制體重策略基礎(chǔ)上提供額外獲益。這項(xiàng)研究結(jié)果提示后續(xù)需改進(jìn)應(yīng)用策略，利用可穿戴設(shè)備改善生活行為，促進(jìn)危險(xiǎn)因素的控制。

3 運(yùn)動(dòng)康復(fù)治療

心肺康復(fù)鍛煉可降低冠狀動(dòng)脈介入治療術(shù)后全因死亡風(fēng)險(xiǎn)，降低再入院率，增加藥物依從性，改善生活質(zhì)量[15]。在心臟康復(fù)參與者中使用可穿戴活動(dòng)跟蹤器可提高參與者的每日步數(shù)及有氧運(yùn)動(dòng)能力[16]。UP-STEP ACS研究[17]計(jì)劃評(píng)估Fitbit Charge 2體力活動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)發(fā)生過急性冠狀動(dòng)脈綜合征的患者6分鐘步行試驗(yàn)改善的效果，以及對(duì)心血管危險(xiǎn)因素、情緒、生活質(zhì)量和康復(fù)治療依從性的影響。一項(xiàng)納入34項(xiàng)臨床試驗(yàn)，共3 793例有糖尿病、糖尿病前期、肥胖或心血管疾病患者的薈萃分析[18]結(jié)果顯示，使用加速度計(jì)、運(yùn)動(dòng)跟蹤器或計(jì)步器等可穿戴設(shè)備能顯著增加15周隨訪的體力運(yùn)動(dòng)量，如果可穿戴設(shè)備聯(lián)合專業(yè)人士面對(duì)面的咨詢，將進(jìn)一步提高運(yùn)動(dòng)量。就性別來看，使用可穿戴設(shè)備改善運(yùn)動(dòng)量在男性中的效果更為顯著。

4 恢復(fù)活動(dòng)

體力活動(dòng)的改變反映了心肌梗死患者的疾病狀態(tài)是處于穩(wěn)定期、惡化期還是好轉(zhuǎn)期。體力活動(dòng)明顯降低的患者發(fā)生心衰再入院或死亡的風(fēng)險(xiǎn)更高[19]。研究發(fā)現(xiàn)，在患者的可穿戴式除顫器對(duì)持續(xù)性室性心律失常產(chǎn)生干預(yù)的前2周，可觀察到其體力活動(dòng)的降低。因此，對(duì)于猝死高?；颊?，如果使用可穿戴設(shè)備監(jiān)測(cè)到其體力活動(dòng)的持續(xù)降低，將有助于發(fā)現(xiàn)近期可能出現(xiàn)的心臟驟停等惡性心律失常事件[20-21]?？纱┐髟O(shè)備還可用于睡眠質(zhì)量監(jiān)測(cè)，睡眠中斷次數(shù)增加與長期隨訪中心衰的發(fā)生相關(guān)。因此可通過分析白天小憩與夜間睡眠質(zhì)量等參數(shù)，預(yù)測(cè)心肌梗死患者未來發(fā)生心衰的風(fēng)險(xiǎn)[22]。

REALIsM-HF[23]是一項(xiàng)正在進(jìn)行的研究，使用可穿戴設(shè)備監(jiān)測(cè)心衰住院患者的日常體力活動(dòng)情況，并觀察可穿戴設(shè)備監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)與患者報(bào)告的結(jié)局以及包括生物標(biāo)志物、6分鐘步行試驗(yàn)、生活質(zhì)量評(píng)分和超聲心動(dòng)圖參數(shù)之間的關(guān)系?？纱┐魇较鄼C(jī)可對(duì)患者的生活方式進(jìn)行監(jiān)督，提高自我管理效能?？纱┐魇较鄼C(jī)可置于患者胸前高度的位置，捕捉患者的飲食攝入、體力活動(dòng)、日常生活活動(dòng)或久坐等行為，這為自我報(bào)告日志補(bǔ)充了可靠信息[24]。一項(xiàng)小樣本研究[25]讓心衰患者佩戴1個(gè)月小型可穿戴相機(jī)，每30 s拍攝一次精致圖像，利用人工智能技術(shù)，自動(dòng)將這些圖像進(jìn)行分類，確定系統(tǒng)是否具備可識(shí)別體力活動(dòng)、藥物管理、飲食攝入以及膳食準(zhǔn)備等日?；顒?dòng)的能力。研究發(fā)現(xiàn)，可穿戴式相機(jī)對(duì)飲食攝入的圖像識(shí)別精度最高，其次是膳食準(zhǔn)備和體力活動(dòng)。利用這項(xiàng)技術(shù)可能對(duì)心肌梗死患者的長期自我管理提供幫助，這種管理模式對(duì)患者預(yù)后會(huì)產(chǎn)生何種影響仍需觀察。

5 血壓控制

可穿戴式血壓監(jiān)測(cè)儀能評(píng)估心肌梗死患者24 h及白天和夜間的平均血壓、晝夜節(jié)律、睡眠血壓以及血壓變異性。它可使患者在最小的壓力狀態(tài)和最接近日常生活的真實(shí)狀態(tài)下頻繁地進(jìn)行血壓測(cè)量。通過增加不同環(huán)境狀態(tài)下血壓測(cè)量頻次，可穿戴設(shè)備能提高高血壓的篩查效率，減小對(duì)血壓測(cè)量技能的依賴，便于發(fā)現(xiàn)預(yù)后不良的血壓表型(如隱匿性高血壓或血壓變異性異常)，促進(jìn)患者積極參與自我管理，提高治療依從性，減少醫(yī)療支出，且可用來預(yù)測(cè)未來心血管不良事件[26-28]。

6 藥物治療依從性

規(guī)律使用心肌梗死及心衰二級(jí)預(yù)防藥物，并按時(shí)準(zhǔn)確地滴定藥物劑量與心肌梗死患者的預(yù)后相關(guān)[29]。心肌梗死患者不僅要規(guī)律地服用能改善預(yù)后的心血管藥物，而且還需對(duì)地高辛和華法林等可能發(fā)生中毒或不良反應(yīng)的藥物加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。此外，由于個(gè)體基因型的差異，患者對(duì)氯吡格雷等藥物代謝可能存在不同反應(yīng)?？纱┐髟O(shè)備可以皮膚貼片、眼鏡或戒指等形式通過對(duì)汗液、唾液和眼淚等體液檢測(cè)藥物濃度，更加省時(shí)，以較少的花費(fèi)且不依賴于實(shí)驗(yàn)室的大型器械等優(yōu)勢(shì)對(duì)患者的依從性進(jìn)行管理[30]。然而，目前該項(xiàng)技術(shù)主要應(yīng)用于毒物篩查等領(lǐng)域，未來有待設(shè)計(jì)專門的傳感器監(jiān)測(cè)常用的心血管二級(jí)預(yù)防藥物的血藥濃度，并且確定藥物濃度與臨床終點(diǎn)的關(guān)系。除了化學(xué)傳感器外，還有研究設(shè)計(jì)了一種可穿戴式慣性傳感器佩戴于手腕上，該設(shè)備探測(cè)患者吃藥時(shí)扭開藥瓶帽和把藥從手上放到嘴里兩個(gè)階段的動(dòng)作，并且設(shè)定了兩個(gè)動(dòng)作的先后順序，用于監(jiān)測(cè)患者是否規(guī)律服藥[31]。這種技術(shù)監(jiān)測(cè)的前提是患者使用統(tǒng)一造型外觀的藥瓶，對(duì)于需服用多種心血管藥物的患者，如何區(qū)分服用藥物種類及劑量的問題仍待解決。

7 隨訪管理中的綜合應(yīng)用

一項(xiàng)研究[32]觀察了利用包含可穿戴式手表、血壓監(jiān)測(cè)設(shè)備及手機(jī)應(yīng)用程序在內(nèi)的數(shù)字健康干預(yù)手段對(duì)急性心肌梗死患者30 d內(nèi)再入院的影響。這項(xiàng)數(shù)字干預(yù)手段以指南的建議為標(biāo)準(zhǔn)，通過患者對(duì)冠心病二級(jí)預(yù)防藥物使用每日打卡、使用可穿戴設(shè)備監(jiān)測(cè)患者的生命體征及運(yùn)動(dòng)追蹤、推送冠心病治療的教育資料以及在線與醫(yī)生互動(dòng)或預(yù)約門診等形式對(duì)心肌梗死患者進(jìn)行管理。選用歷史人群作為對(duì)照，研究發(fā)現(xiàn)，使用數(shù)字健康干預(yù)手段的患者自我管理效能更高。校正混雜因素后，使用數(shù)字健康干預(yù)手段的心肌梗死患者30 d內(nèi)因各種原因再入院的風(fēng)險(xiǎn)降低約一半。LINK-HF研究[33]使用一次性多傳感器貼片連續(xù)對(duì)心衰患者進(jìn)行監(jiān)測(cè)，預(yù)測(cè)心衰患者的再入院風(fēng)險(xiǎn)。研究將貼片放置在患者胸部記錄其生理數(shù)據(jù)，該貼片可收集連續(xù)的心電圖波形、三軸加速度測(cè)量數(shù)據(jù)、皮膚阻抗、皮膚溫度、運(yùn)動(dòng)與體位等信息。數(shù)據(jù)通過智能手機(jī)持續(xù)上傳到云分析平臺(tái)，利用機(jī)器學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)一個(gè)算法來預(yù)測(cè)心衰的惡化。研究納入100例好轉(zhuǎn)出院的心衰患者，分析平臺(tái)根據(jù)患者出院時(shí)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)擬出一個(gè)基線模型，根據(jù)穩(wěn)定狀態(tài)的基線模型與實(shí)際監(jiān)測(cè)值之間的差異大小設(shè)定觸發(fā)臨床報(bào)警的閾值。研究共觀察到24例心衰惡化事件，該平臺(tái)可預(yù)警心衰惡化，模型敏感性為76%～88%，特異性為85%，初始報(bào)警和再入院相距的中位時(shí)間為6.5 d。遠(yuǎn)程家庭監(jiān)測(cè)可實(shí)時(shí)地了解心衰患者的生命體征、體重、全身組織比例、體力活動(dòng)和心電圖信息，若多個(gè)指標(biāo)出現(xiàn)異常，可觸動(dòng)失代償報(bào)警，進(jìn)而促使心血管專家采取個(gè)體化的措施，決定對(duì)患者是進(jìn)行優(yōu)化藥物治療、門診隨訪還是建議急診就診。遠(yuǎn)程家庭監(jiān)測(cè)的管理模式與常規(guī)隨訪管理相比，可減少全因死亡和再入院風(fēng)險(xiǎn)[34]。

8 病情評(píng)估及治療指導(dǎo)

心肌梗死是心衰的主要原因。心肌梗死患者出院后，約13%的患者在30 d內(nèi)、20%～30%的患者在1年內(nèi)診斷為心衰，而且心肌梗死后心衰的發(fā)生率在出院后1個(gè)月內(nèi)最高，之后會(huì)出現(xiàn)下降并穩(wěn)定在年發(fā)生率1.3%～2.2%[35]。研究人員根據(jù)組織的水合作用引起生物阻抗變化的這個(gè)原理設(shè)計(jì)了一種可穿戴背心，評(píng)估急性失代償性心衰患者的肺淤血程度。由于液體量增加后對(duì)電流的阻力降低，因而阻抗測(cè)值較小，根據(jù)這種原理，可動(dòng)態(tài)評(píng)估患者肺淤血的進(jìn)展情況[36]。 一項(xiàng)研究[37]使用可穿戴式生物阻抗監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)患者的胸阻抗，根據(jù)阻抗變化將急性心衰患者分為阻抗增加組和減小組。在1年的隨訪中，與阻抗增加組相比，阻抗減小組患者全因死亡或心衰住院的風(fēng)險(xiǎn)比為4.96。身體低垂部位的水腫是心衰患者常見的癥狀，但難以量化。一種測(cè)量腳踝曲度的傳感器可用于心衰患者腳踝水腫的評(píng)估，與常規(guī)測(cè)量水腫部位直徑的方法相比，具有更小的觀察者內(nèi)變異和觀察者間變異，并且可實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)變化，有利于病情進(jìn)展或改善的判斷[38]。 一項(xiàng)研究[39]為代償性和失代償性心衰患者佩戴了可穿戴式的心電圖及心臟振動(dòng)描記貼片(記錄的信號(hào)代表胸壁的振動(dòng)，這種振動(dòng)與心臟和血液隨每次心跳的變化相對(duì)應(yīng)，使用微型三軸加速計(jì)測(cè)量包括頭到腳、背腹側(cè)和外側(cè)三個(gè)方向的振動(dòng))，要求患者靜息站立，然后行6分鐘步行試驗(yàn)，最后再站立5 min休息恢復(fù)。比較患者活動(dòng)后和休息時(shí)的心臟振動(dòng)描記信號(hào)差異，失代償心衰患者運(yùn)動(dòng)前后心臟振動(dòng)描記相似度高，而代償患者的相似度低，表明失代償患者的心臟儲(chǔ)備功能降低。對(duì)失代償患者的觀察發(fā)現(xiàn)，患者從入院到出院癥狀改善，心臟振動(dòng)的描記圖相似度出現(xiàn)減低的變化趨勢(shì)，表明患者的心臟儲(chǔ)備功能改善。利用這種可穿戴技術(shù)，可預(yù)估心肌梗死患者心衰的發(fā)生，評(píng)估心衰的進(jìn)展情況。

9 目前存在的問題

目前可穿戴設(shè)備主要應(yīng)用于心血管疾病患者的生命體征監(jiān)測(cè)、定量體力活動(dòng)、心電活動(dòng)監(jiān)測(cè)以及容量評(píng)估等方面，還有許多領(lǐng)域已出現(xiàn)了新型設(shè)備，但還在臨床驗(yàn)證階段，需進(jìn)一步的研究證實(shí)其可能對(duì)患者管理產(chǎn)生的影響，并提出可行的應(yīng)用和管理流程。在進(jìn)行技術(shù)推廣前，仍有以下問題值得注意。應(yīng)用可穿戴設(shè)備的主要目的是提供一個(gè)客觀的監(jiān)測(cè)手段并建立對(duì)患者的反饋機(jī)制，其應(yīng)用還依賴于患者的主動(dòng)參與，若患者的依從性不佳，則設(shè)備提供的數(shù)據(jù)可靠性也不真實(shí)；可穿戴設(shè)備需對(duì)患者的日?；顒?dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，患者的健康隱私如何得到保護(hù)需要考量；可穿戴設(shè)備產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)仍需用標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)手段進(jìn)行驗(yàn)證，且其對(duì)下游治療及預(yù)后的影響尚需進(jìn)一步評(píng)估；心肌梗死患者多數(shù)為老年患者，需要優(yōu)化可穿戴設(shè)備的操作流程，提高應(yīng)用的依從性；醫(yī)生如何有效地在可穿戴設(shè)備產(chǎn)生的諸多數(shù)據(jù)中提取有效信息，需繼續(xù)摸索；需明確對(duì)可穿戴設(shè)備產(chǎn)生的高危預(yù)警信號(hào)的處理流程，增加信息反饋及患者干預(yù)機(jī)制；未來需將多個(gè)傳感器整合在一個(gè)可穿戴設(shè)備中，更好地服務(wù)于患者的管理。

主動(dòng)健康的概念要求患者能自發(fā)參與到健康管理中來，這需要患者能獲得直觀的健康監(jiān)測(cè)工具。一方面患者能實(shí)時(shí)地把握自己的健康狀況，另一方面醫(yī)生能長程和全面地了解患者院外臨床指標(biāo)的動(dòng)態(tài)改變，雙方獲取的信息相互形成正反饋，能更好地促進(jìn)管理模式的改變?？纱┐髟O(shè)備為心肌梗死后患者危險(xiǎn)因素的管理、病情的監(jiān)測(cè)和預(yù)警以及預(yù)后的判斷提供了可選手段，未來多個(gè)傳感器集成的可穿戴設(shè)備有望為優(yōu)化臨床決策和改善心肌梗死患者預(yù)后提供幫助。