编者按

心功能连续成像对于长期心血管健康评估、急性心功能不全检测以及危重患者或外科患者的临床管理非常有价值。然而，传统的非侵入性心功能成像方法由于设备体积大，无法提供连续的测量，现有的可穿戴心脏设备只能捕获皮肤上的信号。

2023年1月25日，加州大学圣地亚哥分校徐升团队在 Nature在线发表题为“ A wearable cardiac ultrasound imager”的研究论文，该研究报道了 一种可穿戴式超声设备，用于连续、实时和直接的心功能评估。

该研究介绍了设备设计和材料制造方面的创新，改善了设备与人体皮肤之间的机械耦合，允许在运动过程中从不同角度检查左心室。该研究还开发了一个深度学习模型，从连续的图像记录中自动提取左心室容量，生成关键心脏性能指标的波形，如冲程容量、心排血量和射血分数。 该技术能够在各种环境下对心脏性能进行动态可穿戴监测，大大提高了准确性。

心血管疾病通常与心脏泵血能力的变化有关，可以通过心脏成像检测到。因此，心脏的非侵入性连续成像对于心血管疾病的早期检测和监测是有价值的。现有的评估心功能的方法既能成像，也能连续测量，但不能两者兼有。非成像方法包含的信息比图像少，但成像方法只能捕获简短的快照，涉及繁琐的设备，并需要训练有素的技术人员来操作探针。

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可穿戴心脏成像仪的设计与表征（图源自 Nature ）

监测周期不足可能导致无法检测到仅短暂出现的症状，如窦性心律失常。此外，现有的笨重成像方式无法成像正在运动的个体的心脏，这是一个重要的限制，因为一些疾病相关的反应仅在运动诱导的压力下出现。此外，目前任何来自心脏成像的定量测量都必须由心脏病学家手动分析，这一过程艰巨、漫长，并受观察者之间的差异影响。

该研究开发了一种可穿戴的超声贴片，即使在佩戴者运动时，也能对心脏进行连续成像。该成像仪体积小，可以附着在人体上，无需手持或需要繁琐的固定。它具有与皮肤相似的弹性，因此对用户的日常活动限制最小。

可穿戴心脏超声成像仪（图源自 Nature ）

该成像仪由两个排列成十字形状的超声换能器线性阵列组成，可以从两个正交视图进行成像，而不需要重新定位。超声贴片中的致密元素提供了与商业成像仪类似的成像质量。此外，该研究定制了一个神经网络来自动处理图像，以提取心脏性能的关键指标，如搏量、心排血量和射血分数，从而消除观察者之间的差异。 该技术能够在各种环境下对心脏性能进行动态可穿戴监测，大大提高了准确性。

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（来源：iNature）