Nature Medicine | 多伦多大学与梅奥医学中心联合突破:智能手表定义心衰监测新标准

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心力衰竭(Heart Failure, HF)的家庭化管理一直面临“数据断层”的挑战。近期,由多伦多大学 Ted Rogers 心衰研究中心领衔,联合梅奥医学中心(Mayo Clinic)、苹果公司(Apple)及美国国立卫生研究院(NIH)等多家顶尖机构,在 Nature Medicine 上发表了题为 “Remote monitoring of heart failure exacerbations using a smartwatch” 的研究(2026年3月)。该研究利用商业智能手表的数字生物标志物,成功实现了对心衰病情的精准预警。    

01 核心团队与研究背景

本研究基于 TRUE-HF 临床试验,汇聚了全球心血管与数字医疗领域的顶尖力量:

  • 多伦多大学(UofT): 核心临床试验中心,负责 Ted Rogers 框架下的患者招募与长周期随访。

  • 梅奥医学中心(Mayo Clinic): 提供深度学习算法的临床验证逻辑,确保模型符合心脏病学诊疗规范。

  • NIH “All of Us” 项目: 为模型提供了 193 名患者的独立外部验证集,验证了算法在跨种族、多背景人群下的鲁棒性。

02 技术突破:从“碎片数据”到“临床指标”

研究团队解决了一个核心痛点:如何用非侵入性的穿戴数据替代昂贵、复杂的临床测试(如 CPET)。

1)深度学习重构pVO2曲线

pVO2(峰值摄氧量)是评估心衰预后的“金标准”。通过深度学习模型整合 Apple Watch 的心率、加速度、环境气压等传感器数据,实现了对该指标的每日估算。

基于智能手表的远程监控系统框架

上图展示了从 Apple Watch 采集原始生理信号,到通过深度学习模型输出“穿戴设备导出每日 pVO2”的全流程。

高相关性: 在 63 名患者的验证集中,估算的每日pVO2 与诊室实测结果的相关性高达 0.85(Pearson 相关系数)。

2)预测医疗风险的量化关联

研究不仅实现了指标监测,更证明了其对临床结局的预测价值。

[引用自原论文 s41591-026-04247-3 Fig. 3]图 2:pVO变化与非计划医疗事件的关联分析。 Kaplan-Meier 曲线显示,监测到 pVO2下降的患者,其急诊或住院风险显著升高。

  • 预警指标: 数据表明,穿戴设备导出的每日 pVO2 每下降 10%,患者发生非计划性就医(如急诊、住院)的风险直接激增 3.62 倍(95% CI: 1.37–9.55)。

03 学术纵横:全球主流心衰监测方案横向评估

为了准确评估多伦多大学(TRUE-HF)成果的学术地位,我们将其与当前全球其他顶尖研究团队的代表性方案进行对比:

核心评估:

相比于 POSTECH 团队追求的硬件性能极限,多伦多大学团队走的是数据驱动路径。通过对普通 Apple Watch 数据的算法深挖,他们率先在真实世界的大规模心衰人群(含 NIH 独立验证集)中证明了穿戴数据与临床硬终点(住院/就医)的直接因果关系,这是目前其他纯工程类研究所欠缺的。

04 行业评估与未来展望

1)行业评估与未来展望

该研究证明了商业穿戴设备在心衰管理中的“合法性”。pVO2不再是每年只能测一次的死板数据,而是变成了像心率一样可以每日刷新、动态波动的数字化生命体征。

2)局限性分析(基于原论文 Extended Data)

  • 传感器简化影响: 论文 Extended Data Table 4 显示,即使在简化传感器组合(TRUE-HF-RS)下,模型依然保持了较好的性能(AUROC 0.82-0.84),但这提示了未来在不同品牌硬件上的适配空间。

  • 数据公平性: Extended Data Table 5 探讨了人口统计学变量对模型的影响,指出在不同族裔间的算法泛化仍是未来的改进重点。

05 结论

多伦多大学与梅奥医学中心的这项合作,为心衰患者提供了一个实时、客观的“生命预警系统”。它将复杂的深度学习技术隐藏在简单的智能手表之后,让临床医生能够跨越地理限制,在患者病情恶化的“萌芽期”就实现精准介入。

▼参考资料

Gao, Y., Moayedi, Y., Foroutan, F. et al. Remote monitoring of heart failure exacerbations using a smartwatch. Nat Med 32, 924–933 (2026). https://doi.org/10.1038/s41591-026-04247-3

END

撰文 | 张越青

编辑 | 吴苡齐

审核 | 医工学人理事会

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