乐观的估计,随着技术的进步,未来很多医学检查会逐渐微型化和便携化,有些会让今天的人看起来无比新鲜和惊奇。但是这些进步的研发和解读都必将是建立在科学原理之上,包括现代医学的解剖学、生理学、临床医学等等。像那种孩子生病给父母扎针的胡言乱语只能是笑料,不会产生任何的技术进步和商业价值。
文 | 李长青
即将上市的Apple Watch 4一个激动人心的新功能是心电图,而且该功能已经被美国FDA批准。用一个手表就可以做心电图,这在之前的科幻电影中都很少见,令人难以想象。不过看了苹果的产品介绍,发现Apple Watch做心电图的原理和普通心电图机并没有本质差别,也是靠体表电极。令人称道的是他们将电极放在了手表的不同部位,在一只手的手腕和另一只手的手指之间形成了回路。
做过心电图检查的人都知道,常规心电图检查需要在四肢和胸前放置好多个电极,分别是左手,右手和右脚各一个,右胸前一个,左胸前五个,心电图报告上会出现12组波形,叫做12导联心电图。所谓12导联,就是12个方向上心脏电流的变化。连接四肢的导联叫做肢体导联,按照方向分别为I、II、III、aVR、aVF、aVL;胸前导联叫做胸导联,从右到左分别为V1-V6。心脏总的电流方向大致是:从上到下,从后向前,从右到左。基本和心脏收缩的方向一致:每次心脏收缩,都是心房先收缩,把血液泵到心室里,然后心室再收缩,把血液泵入肺循环或全身。心房和心室的位置大致就是前者在上后右,心室偏下前左。
心电图12导联中的肢体导联示意图(图片来自网络)
心脏的活动是电与力的完美结合,更详细的介绍可以参照拙作《心电图没那么神秘》。Apple Watch记录心电图的原理只牵涉到两个电极,属于肢体导联中的I导联,方向是从右到左的电流。
苹果的发布会上主要是介绍对房颤的诊断价值。所谓房颤全名叫做心房颤动,是一种特点鲜明的心律失常。风湿性心脏病、心衰、肺心病等疾病中都很常见。特点是见不到正常的P波,心脏起搏点飘忽不定,心脏跳动也就毫无规律。但是如果Apple Watch的诊断仅限于房颤的话,似乎价值不大,因为房颤的诊断非常简单,是少数靠“号脉”就能发现并大致明确的心律失常。其实,假如苹果的这个设备真的能完全模拟普通心电图I导联的话,可以诊断的疾病远不仅房颤。苹果在这方面不做过多宣传,大概是限于FDA的认证和这个公司的严谨。
比如说,心电图各个导联都可以辨别正常P波、QRS波和T波,以及各个波之间的间期,比如PR间期、QT间期。根据这几个波形的有无和形态,就可以判断早搏和心动过速的类型:是房性早搏还是室性早搏,是窦性心动过速,室上性心动过速,还是室性心动过速。这几种心律失常的风险有不小的差异,早期和准确鉴别也对病人的治疗有帮助。
另外,对记录到的心电图进行量化的测量应该不是难事。通过测量PR间期,可以诊断是否存在房室传导阻滞以及程度。其中I度房室传导阻滞大多不需要治疗,而III度就需要安置心脏起搏器。还有QT间期延长,是好多容易造成心脏事件的药物不良反应的危险所在,少数吗丁啉心脏不良反应就是因为延长了心脏的QT间期。所以服用某些药物期间自测心电图,还可能有助于药物不良反应的预警。
心电图的各个部分都可以定量化而且有各自的意义(图片来自网络)
还有令多数人胆颤的心绞痛和急性心肌梗死,虽然I导联并不是一个最理想的测量位置,但依然可以在广泛前壁和侧壁的病变中出现典型的改变。所以当出现胸痛、气短症状时手表心电图上出现ST压低或抬高的表现,基本可以确定心肌缺血,需要立即休息并寻求医疗帮助。
心肌梗死的心电图改变示意图(图片来自网络)
乐观的估计,随着技术的进步,未来很多医学检查会逐渐微型化和便携化,有些会让今天的人看起来无比新鲜和惊奇。但是这些进步的研发和解读都必将是建立在科学原理之上,包括现代医学的解剖学、生理学、临床医学等等。像那种孩子生病给父母扎针的胡言乱语只能是笑料,不会产生任何的技术进步和商业价值。