7月30日,美国医疗科技公司Cardiosense宣布,CardioTag穿戴式传感器获得美国FDA 510(k)许可。
这是全球首款无创同步采集心电图、光电容积图和心震图,这三种信号的可穿戴设备,突破了传统心脏监测的技术边界。
传统非侵入性心脏监测,主要关注心电信号和节律分析。CardioTag通过新增对心脏力学和血流动力学的监测维度,使医生能够全面评估患者心脏的电生理活动、机械功能和血流状态。
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来源 | 颐通社 (ID:Medisophy)
▍首款!三合一的心脏监测
CardioTag是一款多模态可穿戴监测传感器,有助于更早发现心律失常、心力衰竭等心血管疾病,为早期干预和个性化治疗提供有力支持。
该系统能够同步捕捉高保真的心电图(ECG)、光电容积图(PPG)和心震图(SCG)信号,配合强大的AI算法,将采集的原始生理信号转化为具有临床意义的参数,形成全面的心脏功能评估系统。
首先,心电图(ECG)是监测心脏电活动的传统方法,提供关于心脏节律和传导系统的重要信息。
心脏在跳动过程中,心肌细胞的电活动会产生微弱的电流,这些电流会传导至体表。心电图通过在身体表面放置电极,捕捉这些微弱的电流变化,并将其转换为电信号进行记录。
心电图信号其波形包括P波、QRS波群和T波等,分别对应心脏不同部位的电活动。
其次,光电容积图(PPG)是利用光束测量血容量变化的技术,通常用于监测心率和血氧饱和度。CardioTag的PPG信号捕捉,能够提供关于心脏泵血效率和血管健康状况的信息。
基于光的吸收和反射原理,利用特定波长的光源(如绿光LED)照射皮肤组织,当血液流动时,组织对光的吸收和反射量会发生变化。光电探测器接收这些变化的光信号,并将其转换为电信号,从而反映血液容积的变化。
PPG信号,包含直流分量(组织静态反射)和交流分量(动脉搏动引发的周期性变化),其中交流信号振幅与心脏收缩期血管扩张程度直接相关。但该技术易受运动伪影和环境光干扰,且个体差异(如肤色、皮下脂肪厚度)会影响测量精度。
再次,心震图(SCG)技术是这项创新的关键,这是一种非侵入性技术,用以监测心脏的机械活动。
心脏跳动会引起胸腔的微弱振动,通过加速度传感器、陀螺仪或毫米波雷达等传感器,捕捉这些振动信号并进行记录和分析。
SCG信号的波形基准点,可以反映心脏微动事件,如主动脉瓣打开、二尖瓣打开、等容收缩等。其信号处理需解决静态杂波干扰、人体抖动干扰等问题,以提高信噪比和检测精度。
Cardiosense的研究表明,将SCG与ECG和PPG相结合,能够准确评估心脏时间间隔,如左心室射血时间(LVET)——这是衡量心脏泵血效率的关键指标。
▍AI赋能:从“数据记录”到“动态决策”
Cardiosense的创始团队,在心脏监测领域已有超过十年的技术积累。2023年初,该公司获得1510万美元A轮融资,加速了产品开发和临床研究,特别是在心力衰竭管理领域。
CardioTag的临床价值,在多项研究中得到验证。最近发表在《美国心脏病学会杂志:心力衰竭》上的一项多中心研究显示,Cardiosense的人工智能算法在评估心力衰竭患者肺毛细血管楔压(PCWP)方面准确度媲美有创植入设备。
在310例射血分数降低型心衰(HFrEF)患者中开展的多中心 SEISMIC-HF I 研究显示,其PCWP估算精度与右心导管检测结果相当(平均差值 1.04 ± 5.57 mmHg),且未报告不良事件。
该算法获得了FDA的“突破性设备”认定,突显了解决未满足临床需求的潜力。肺毛细血管楔压,是评估心力衰竭患者容量状态的关键指标,传统上需要通过右心导管插入术测量,这是一种有创且昂贵的检查。
该产品的重要价值,在于打破医院与家庭之间的监测壁垒。传统上,家庭监测仅限于简单的脉搏和血压测量。对于心力衰竭监测,要么依赖患者报告症状和体重变化,要么使用植入式血流动力学监测器。CardioTag提供了一种中间路径——无创且临床可靠的监测方案,可以更早发现失代偿迹象。
该设备的小型化和穿戴便利性,意味着患者可以在日常生活中持续佩戴,提供比偶尔门诊检查更全面、更具代表性的心脏功能评估。
CardioTag的获批,反映了可穿戴设备领域的明显趋势,正从健身追踪器向临床级诊断工具的转变,从单纯的消费电子产品,演变为医疗级监测工具。
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