我们的变革世界：新科技助力家庭心脏健康监测
Liz Garton
在奥克兰理工大学生物医学技术研究所（IBTech）的工作室里，景象与普通车间无异：工具架上摆满零件，工作台配有钻床，各处散落着半成品项目。房间一侧的3D打印机持续嗡嗡作响。正是在这里，研究人员开发并完善着旨在改善全国医疗健康的产品。
从工作室移步临床测试室——一个颇具医院氛围的空间。AUT机械工程高级讲师李哲川博士正在调试一款原型血压监测设备。该设备约鞋盒大小，后部容纳所有机械与电子元件，前端伸出一个注满水的注射器，连接着可套在指尖的小型袖带。
这个原型袖带看似由气球制成，实则采用医用手套尖端材料。"研发这类设备时，我们追求快速验证，"李哲川解释道，"因此总在寻找最便捷的实现方式。"
该设备是IBTech多个研发项目之一。研究人员正致力于开发更便捷、舒适且精准的院外心律与血压测量方案，目标是帮助患者居家管理心脏疾病，及早发现预警信号，缓解医疗系统压力。
"心血管疾病是全球头号杀手，"IBTech主任安德鲁·罗教授向《我们的变革世界》栏目表示，"近三分之一人口将经历心血管事件，且随着人口老龄化，情况日益严峻。"
罗教授指出，现有血压测量技术过度依赖患者参数假设，如手臂尺寸、肌肉脂肪比例及动脉硬度等。这些因素影响血压从动脉内部传导至通常测量位置（手臂）的过程。当前多数设备使用人口均值估算心脏与手臂表面的压力关系。
"若你接近平均值，效果尚可，"罗教授解释，"但若偏离——这恰在人们患病时最常见——将导致显著偏差，而这时恰恰最需要精准数据。"
因此，研究团队正开发能建立个体化模型的传感技术，取代基于人口均值的假设。李哲川的原型采用指尖而非手臂测量血压，以水替代空气（因水不可压缩），可提升信号质量。其压力感受与传统臂带相似，但更舒适且测量迅速。
该设备通过增压过程捕捉压力波形微小振荡，据此构建组织与压力响应的个体化模型。李哲川表示，这项技术不仅能获取血压读数，还能追踪收缩压与舒张压间的波形形态——"这种形态变化蕴含重要信息，但目前缺乏无创测量手段。"
医院中若需密切监测血压（患者病情未严重到需动脉导管植入），常规方案是频繁使用臂带测量，这严重影响休息。而新设备可实现每15秒快速测量，或通过单次充气校准后持续监测。
"若成功，这将是1960年以来血压测量的首个突破，"罗教授评价道。他坦言领域内存在基于人工智能的竞争技术，但AUT团队坚信其物理建模方法具有显著优势。
博士生马廷·哈利利展示了另一款原型：配备传感器的办公椅。椅背安装两个圆形电极，座椅织物软条作为接地电极，使用者落座即可获取读数。"我们开发了含三个电容电极的系统，可从背部、胸部或手部测量心电图，"哈利利表示，"这对老年护理或候诊区尤为理想。"
心律失常（如心跳不规则的心房颤动）与中风风险相关，无论异常节律持续或间歇出现。"约三分之一患者的异常节律并非持续存在，"罗教授指出。心律失常通过心电图（ECG）诊断，但难点在于发作具有偶发性。
目前疑似患者需佩戴24-48小时动态心电监测仪，而哈利利的设备旨在实现更长期舒适监测。电容电极的缺陷在于会同步捕捉心脏电信号与其他"噪声"——使用者移动手臂或调整坐姿产生的运动伪影会干扰信号。
哈利利的研究聚焦于同步测量心电图与噪声，再从信号中滤除噪声获取清晰读数。"若去噪后无信号，至少可知问题源于运动伪影，"他解释道。
罗教授强调，该设备对患者的价值在于：居家长期监测无需粘贴式电极（避免皮肤刺激）。"若佩戴一周，心律失常检出率可达80-90%，而24-48小时监测仅约60%——诊断效益显著提升。"这些数据还能帮助患者识别心律失常诱因，如睡姿或运动。
罗教授表示，心律监测与血压项目均已获政府支持启动临床试验。长远目标是让心脏病患者在家接受更可靠监测，同时为临床医生提供更优决策依据。"若能在家庭环境中有效管理心力衰竭，将延缓住院并降低死亡风险，"他总结道。
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