就像盲人很難描述大象一樣，在一百多年前，由于技術(shù)限制，人類很難窺探心臟在人體內(nèi)運(yùn)行的奧秘。

直到 1903 年，荷蘭生理學(xué)家愛因托芬用弦線式電流計(jì)描記了人類歷史上第一份真正意義上的心電圖后，我們才開始逐漸有機(jī)會(huì)，在體外以無創(chuàng)的方式，通過心電圖了解心臟的動(dòng)態(tài)和健康狀況。

愛因托芬使用的這臺(tái)儀器，重量高達(dá) 270 公斤，需要 5 個(gè)人才能進(jìn)行操作使用。為了增強(qiáng)導(dǎo)電性，受測(cè)者還需要將雙手還有一條腿泡在鹽水里。

不過盡管操作起來非常困難，但受測(cè)者還是通過這套設(shè)備成功獲取了心電圖，愛因托芬也因發(fā)明這個(gè)裝置，在 1924 年獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)心電圖是通過檢測(cè)心臟生物電，在體外以無創(chuàng)的方式對(duì)心臟健康進(jìn)行檢測(cè)。但從科學(xué)家首次證實(shí)心臟生物電的存在到大規(guī)模將心電圖機(jī)投入臨床，中間經(jīng)歷了一個(gè)世紀(jì)。

為何需要花費(fèi)一個(gè)世紀(jì)這么久？

這是因?yàn)橐�研究心電圖和心臟健康的關(guān)系，首先要能測(cè)量并記錄下心臟生物電的變化情況，去尋找其中的規(guī)律，然后才能大規(guī)模應(yīng)用到臨床。而在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下，檢測(cè)心臟生物電就是一個(gè)巨大的難題。

因?yàn)樾呐K生物電實(shí)在太微弱了（按照美國(guó)心電學(xué)會(huì)確定的標(biāo)準(zhǔn)，正常的心電信號(hào)的幅值在 10μv－4mv 之間），在當(dāng)時(shí)根本沒有相應(yīng)的設(shè)備可以去直接測(cè)量。這就像要測(cè)一�；覊m的直徑，但手里只有一根普通直尺一樣。

研究人員只好另辟蹊徑，通過一些特殊的設(shè)計(jì)，讓心臟生物電產(chǎn)生的效果更明顯，更利于觀察。根據(jù)電流的磁效應(yīng)，當(dāng)心臟生物電通過位于磁場(chǎng)中的導(dǎo)線時(shí)，在力的作用下，這根導(dǎo)線根據(jù)電流的變化情況呈現(xiàn)出一定規(guī)律的擺動(dòng)。

為了讓導(dǎo)線變化的效應(yīng)更明顯，愛因托芬采用直徑僅為 0．002 毫米的鍍銀石英弦線，由一臺(tái)非常敏感的光學(xué)設(shè)備記錄弦線的振動(dòng)情況最終描記出了心電圖。這種方法，雖然可以實(shí)現(xiàn)心電圖的測(cè)量，但是使用起來成本非常高，而且測(cè)量的也并不十分準(zhǔn)確。

直到 20 世紀(jì) 30 年代半導(dǎo)體的發(fā)明，新型的心電圖機(jī)利用電子管和晶體管可以較好的放大電信號(hào)，解決了心電圖的測(cè)量問題，心電圖從實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)向臨床應(yīng)用。如今，心電圖機(jī)已經(jīng)成為了各級(jí)醫(yī)院中常規(guī)的檢測(cè)儀器之一。

從 1842 年到 20 世紀(jì) 50 年代，心電圖檢測(cè)的一百年，讓心電圖從理論研究，變成了現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用。然而，對(duì)于心電圖的研究并沒有因此結(jié)束。

在對(duì)心電圖的進(jìn)一步研究中，隨著檢測(cè)能力的提升，發(fā)現(xiàn)其中還包含了更多的信息。1961 年，杜雷爾在犬心肌梗死動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)到心室晚電位信號(hào)，根據(jù)研究數(shù)據(jù)表明，心室晚電位可以識(shí)別急性心肌梗死后易發(fā)生心源性猝死的患者，其敏感性很高，在 80％以上。通過對(duì)心室晚電位的檢測(cè)和研究，可以有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)心源性猝死的預(yù)警。

以往對(duì)心室晚電位的測(cè)量需要在醫(yī)院高規(guī)格的屏蔽室中進(jìn)行，然而，一些存在猝死風(fēng)險(xiǎn)的患者群體，往往是并無心臟病過往病史的人群，身體狀況與常人并沒有太大的區(qū)別，并不適合一直住院檢測(cè)觀察。這種情況下，讓便攜的可穿戴設(shè)備也具備檢測(cè)心室晚電位的能力，將有機(jī)會(huì)挽救更多人的生命。

那么如何讓體型小巧可穿戴設(shè)備具備檢測(cè)心室晚電位的能力呢？

隨著科技的進(jìn)步，一般來說電子產(chǎn)品體積會(huì)逐漸變小，而性能卻會(huì)更加優(yōu)越。心電圖機(jī)也是如此。世界上第一臺(tái)心電圖機(jī)重達(dá) 270 公斤，需要一個(gè)房間才能安裝。而現(xiàn)在常用的心電圖機(jī)不過是一臺(tái)普通臺(tái)式電腦的大小，一張辦公桌就可以擺放。

實(shí)際上，心電圖機(jī)還可以更小，目前市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了很多可穿戴式心電設(shè)備，僅僅是一塊普通手表或者手環(huán)的大小。但是當(dāng)心電圖機(jī)變得如此小巧時(shí)，如何處理來自外界的信號(hào)干擾將會(huì)是個(gè)很大的問題。

我們可以這樣理解，常規(guī)的心電圖機(jī)里有兩撥人馬。一撥負(fù)責(zé)接收心電信號(hào)，一撥負(fù)責(zé)濾除外界工頻干擾，從而保證測(cè)量的精準(zhǔn)性。而可穿戴設(shè)備體積有限，無法同時(shí)駐扎兩撥人馬，只能進(jìn)行一定的取舍，因此，對(duì)于可穿戴設(shè)備而言，測(cè)量的精度和便攜性就像魚和熊掌不可兼得。

醫(yī)院用的心電圖機(jī)有較為充足的空間去安裝濾波設(shè)備，但是在測(cè)量心室晚電位這樣的信號(hào)時(shí)仍需要在高規(guī)格的屏蔽室中進(jìn)行。對(duì)于體積更為小巧可穿戴式設(shè)備而言，想要達(dá)到這樣的測(cè)量的精度更是難上加難。

那有沒有什么技術(shù)手段，能讓心電圖機(jī)做到手表大小，但測(cè)量能力卻和在高規(guī)格屏蔽室里的醫(yī)療級(jí)心電圖機(jī)相當(dāng)呢？實(shí)際上，利用先進(jìn)的軟件算法是完全可以做到這一點(diǎn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，在 PSD 濾波系統(tǒng)的加持下，通過優(yōu)化可穿戴設(shè)備的硬件設(shè)計(jì)，可以讓可穿戴式實(shí)現(xiàn)在日常生活條件下對(duì)心室晚電位的測(cè)量。

心梗已經(jīng)成為危害我們的健康的頭號(hào)殺手，通過檢測(cè)心室晚電位，可以做到預(yù)警心梗。早發(fā)現(xiàn)，早治療，有效避免悲劇的發(fā)生。當(dāng)以往需要醫(yī)院排幾個(gè)小時(shí)隊(duì)才能進(jìn)行的心臟檢查，依賴高精度的可穿戴式心電設(shè)備在十分鐘左右就能完成時(shí)，產(chǎn)生的社會(huì)價(jià)值將會(huì)大為不同。