Apple Watch :此ECG非彼ECG

我本人是名医学在读博士,此处仅为交代下医学背景。我相信但凡是有点医学基础知识的同学,在看了Apple Watch 所谓被FDA批准的ECG之后都会觉得比较鸡肋,后面详述原因。但是对于普通大众,我觉得苹果就有一点的混淆视听之嫌,容易误导大众!我为何要写下此文,是因为我在别的帖子评论了此ECG非彼ECG后,都被不明真相的吃瓜群众喷了,质疑我难道比FDA还权威?我在此申明,苹果说的没错,FDA的批准也权威,要怪就怪苹果实在是太会营销了。

首先要交代一下医学基本知识,心脏的每一次搏动都伴随着心脏电生理活动,通俗点说就是心脏的起博点通过放电,使电流传导到每个心肌纤维,接收到电信号后,相应的心肌纤维完成一次收缩,心脏也就随之搏动一次。心脏的电信号可以传导到体表皮肤,并且不同体表部位所检测到电信号表现不同。因此,在体表特定的部位放置相应的电极,通过各电极间的相互配合就能呈现出12段心电图波形,因此称为12导联心电图,也就是医院里常规的心电图,可以诊断各型心律失常,心肌病(包括心肌梗死,心肌缺血等)。

请注意,Apple Watch上的ECG虽基于心电图原理,但由于只有两个电极,其呈现的波形只能叫做单导联心电图,仅具有常规心电图的部分功能。类似的其他产品,如AliveCor Kardia Mobile ECG,早于去年就已问世。

单导联心电图具有的功能:

1. 心率监测 这是最基本的,因此就能诊断心动过速(大于100次/分钟),心动过缓(小于60次/分钟)。普通的智能穿戴设备可以通过光电法就能实现该功能,只是ECG要来的更准确点。在Apple Watch上的侧面和背面都是电极,因此所采集的心率可以说准确无误。

2. 心房颤动 不管是Apple Watch还是Kardia Mobile,似乎都极力主推自家的产品能有效诊断心房颤动,其他一概不谈,这难免会让人产生疑问,除了心房颤动呢?对于心房颤动,其主要的一个典型特征就是“脉搏短绌”,意思就是说心率大于脉搏。而在心电图上的表现则为P波消失,代之以一连串锯齿形的f波(吃瓜群众自行跳过)。我以大概率的猜测,不论是苹果产品还是AliveCor,它们都不具备读图能力(如果能,那请原谅我的无知)。因此,诊断心房颤动的指令设计就应该是: if 心率 > 脉搏,then 诊断为心房颤动。有一定的假阳性可能,但总归能提示可疑患者及时就医,进一步确诊或排除。

3. 早搏 以下所说的基本上是需要基于图形诊断,因为Apple Watch是不具备读图能力,所以也就不具有对异常图形的报警能力。虽然对这些心律失常没有预警作用,但是对于已经确诊的患者仍然具有一定的监测记录功能,这对于日后的复查有一定的帮助作用。比如早搏,不论是房性早搏还是室性早搏,在单导联上的图形均可表现为提前出现的QRS波。这基本上就要将心电图拿给医生诊断了,或者久病成医的患者自行日常评估。

4. 心肌梗死? 这个应该是大众比较熟知也比较关心的了。这里打了一个问号,因为就算是在12导联的心电图上,心肌梗死在每个导联上的表现也不一样。直接的指标就是ST段的抬高,间接指标就是背离的导联ST压低(吃瓜群众速速跳过)。因此,对于单导联的图形,就要看心肌梗死发作的时候是否表现在该导联上。但是,最关键的是Apple Watch不会对图形报警。又一个但是,好在Apple Watch 能监测跌倒!这意思大概就是说,如果你发心肌梗死了,在你摔倒快要猝死的时候,这时SOS会报警,只是希望大概还来得及吧。可是,在你摔到前,肯定会有剧烈的心前区疼痛,这时就要自己警惕了,除非你迟钝到非要摔倒了报警,来证明你Apple Watch没白买,那就当我没说。


9月13日补充:

5. 心室颤动 简称室颤,是一种恶性心律失常,短时间内就可晕厥倒地,若抢救不及时极易发生猝死。心电图上的典型表现为宽大畸形的QRS波,这个在单导联的心电图上也能监测到。一般常见的是自动除颤仪(AED),在心脏的左上和右下放置两片电极片就可检测。Apple Watch的两个电极同理也可检测,只是实际意义不大。因为此时人多半已经昏迷倒地。


对于其他的心律失常,都是需要结合图形诊断的,而且都不能仅仅通过单一导联的图形就能诊断,往往需要多导联配合,因此Apple watch的应用也就相对局限,不能作为常规12导联心电图替代。

最后有必要说下苹果的营销,打着FDA-approved 的旗号,确实吸引了一众苹果粉追捧,甚至看到有人评论说以后省得去医院做心电图了,诸如此类的。这里并非是说苹果弄虚作假,在心率报警和心房颤动方面确实有一定的提示性作用,苹果所表述的应该是FDA肯定了Apple Watch作为单导联ECG对心房颤动提示的贡献。但势必会有一群不明真相的吃瓜群众,看到苹果发布如此“黑科技”的产品,难免一激动就断章取义,所得到的关键词就是 Apple Watch:FDA-approved ECG。

总之一句话,此ECG非彼ECG,不可绝对迷信。


9月13日19:44 EDT 补充几句:因为我是把AW的ECG单独拎出来讨论,作为单导联本身的ECG功能有限。但是整体来看AWs4是非常优秀的,因为它的falling 报警恰恰就是弥补了ECG的短板。不严重、不致命的心律失常,ECG作为定期自我检测的工具,为日后复查给医生提供详细资料。当遇到突发危急情况时,摔倒报警才是真正救命神器。


9月14日08:46 EDT

感谢知友的分享链接,FDA文件部分内容择选:

The ECG app is a software-only mobile medical application intended for use with the Apple Watch to create, record, store, transfer, and display a single channel electrocardiogram (ECG) similar to a Lead I ECG. The ECG app determines the presence of atrial fibrillation (AFib) or sinus rhythm on a classifiable waveform. The ECG app is not recommended for users with other known arrhythmias.

这里说的“classifiable waveform” 我不太理解,既然典型的房颤可以通过图形区分,那其他更典型的应该也可以实现(除了我之前说的需要多导联配合的情况)。后来跟其他知友交流后,机器学习是一套复杂的函数计算,心电图也是通过公式将电信号转化成图。两者结合后,需要再开发一套公式来界定正常范围和对典型的异常结果提示。只是需要多学科间的合作,同时还需要大样本的临床试验来测试可行。目前苹果已经和斯坦福大学合作,相信不久的将来有可能实现诊断病种的扩充。

至于单导联的局限问题,苹果如果真想进军医疗行业,无非再多开发一些体表电极连接:三个肢体电极,6个胸导联电极,而且还可以做成无线。当然,这肯定不是针对消费者了。通过无线电极,加上机器学习,这对医疗行业将会是革命性的改变。