一种用于区分肥厚性心肌病与获得性左心室肥厚的可穿戴 ECG 设备
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2026-04-15 v1
摘要
肥厚性心肌病（HCM）是一种遗传性心脂病，约影响 1/500 人， 是年轻运动员 sudden cardiac death 的首要原因。当前诊断方法——心血管磁共振（CMR）、超声心动图和遗传检测——受制于高成本、操作依赖性或准确性不足，而标准心电图（ECG）分析无法可靠地区分 HCM 与获得性左心室肥厚（LVH）。本文提出一种可穿戴 ECG 设备，搭配一种分类算法，可仅使用 ECG 信号区分 HCM 与获得性 LVH。该便携式设备集成了 3 导联电极系统、AD8232 信号调理模块、Arduino Nano 33 BLE 微控制器和锂聚合物电池。该算法从每个心跳中提取两个定量指标——HCM Index~1 和 HCM Index~2——并通过双统计阈值对患者进行分类。对 483 例 LVH 患者（PhysioNet）和 29 例 HCM 患者（数字化临床记录）的验证结果显示，灵敏度为 75.86%，特异度为 99.17%，F1 分数为 80.00%。留一交叉验证确认了通用性，交叉验证灵敏度为 72.41%，特异度为 98.96%，F1 分数为 76.36%（报告了 95% 置信区间）。一种数字化混淆分析表明，分类是由生理性心脏特征而非数据来源伪影所驱动。一种仿真设备获取链分析确认，可穿戴硬件的信号特征与分类算法兼容。该系统为资源受限环境中的可负担的 HCM 筛查提供了有前景的工具。
引用
@article{arxiv.2604.12934,
title = {A Wearable ECG Device for Differentiating Hypertrophic Cardiomyopathy from Acquired Left Ventricular Hypertrophy},
author = {Jiachen Li and Hanyu Zhu and Edward Kim and Shihao Li and Katherine Cavanaugh and Arpan Patel and Sovik De Sirkar and Mauricio Hong and Wei Li and Dongmei Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.12934},
year = {2026}
}