患者使用具有心电图功能的智能手表对双极性三引线心电图进行定向记录

摘要

我们描述了一种由智能手表对患者进行三领先双极性心电图进行患者指导的注册的协议，该智能手表的功能与标准心电图中的 Einthoven 引线相同。这使得患者能够在症状出现后立即自行记录心电图。

摘要

心律失常和心血管疾病是发达国家的主要公共卫生问题。预防医学的一个主要目标是通过早期发现可能导致中风的心房颤动（AF）或早期发现急性冠状动脉综合征中危及生命的心肌缺血来减少心血管死亡。如果患者没有机会立即进行心电图 （ECG） 诊断测试，或者观察时间短或无法立即就诊，则出现心律失常的症状通常具有挑战性。智能手表和其他可穿戴设备能够记录单个铅心电图记录，但单铅心电图通常不足以诊断心血管疾病。即使对焦对焦的诊断也很困难，只有来自单引线双极性心电图的信息。一些智能设备使用光胸造影来检测心脏节律，但这种技术只能间接提示潜在的心脏节律，容易受到干扰，不能用于心肌缺血的检测。像定期心电图中使用的Einthoven引线一样的三铅双极性心电图可以添加有关心律失常检测甚至诊断其他心血管疾病（如缺血）的有用信息。因此，我们描述了使用智能手表对Einthoven三引线心电图进行患者指导记录的协议。

引言

智能手表或其他所谓的"可穿戴设备"在西方国家越来越受欢迎，日常使用量急剧上升。近80%的美国人拥有智能手机，超过10%的人拥有智能手表^。由于光全度传感器使用LED光和光电二极管，一些智能手表可以记录脉冲频率和不规则^1。此功能能够检测心律失常，特别是AF，诊断精度高^2，3。对于真实的心律失常检测，已开发出便携式、手持和可穿戴心电图设备，以实现智能手机辅助心电图记录。然而，这些设备只允许患者激活的心电图记录，只有当患者对携带心电图装置的符合性是非常高的^{4，5，6，7。}

因此，患者医疗监控的最佳工具将是日常使用的智能设备。一些上一代智能手表启用单引线ECG记录可比双极铅Einthoven I从标准12通道ECG使用手表背面作为正极和冠作为负极^8。ECG记录由患者控制，并在出现症状时激活。此后，应用程序将创建 PDF 文档，供医疗保健专业人员进一步分析。然而，只使用单铅ECG来区分P波来诊断正心节有时不足以^检测P波，并且通常需要多个心电图引线^5。此外，多通道心电图记录是强制性的诊断大多数急性或慢性结构性心脏病，如心肌梗死（MI），肺栓塞，或急性心力衰竭的迹象。

100多年前，埃因霍温发明了一种记录双极三通道心电图¹⁰的方法。这个三通道心电图提供了识别电心轴和可能心肌缺血的机会，特别是在心肌¹¹的劣质区域。因此，在临床日常实践中，双极性埃因霍温铅I-III是12领先心电图的重要组成部分，使心律测定或心肌缺血检测。

近几十年来，心肌梗死的早期诊断，特别是早期治疗已大为改善。然而，特别是在症状出现早期，许多患者不愿联系专业帮助。因此，第一次医疗接触和开始适当的治疗往往被推迟^12。在症状出现后，早期登记和传播患者导向的心电图可能会加速特定治疗，从而使患者结果更好^7。到目前为止，智能设备的缺血检测是有限的，因为主要是单铅（埃因托芬I），或在我们的研究中，最大三铅（埃因托芬I-III）ECG可以记录，这仅代表心肌的有限区域。

几项研究使用患者导向的设备，如便携式心电图记录仪，智能手机，和最近智能手表，用于检测AF在心脏病患者^{1，2，5，9。}苹果心脏研究和WATCHAF试验使用光全图LED光传感器的智能手表检测不规则或可变脉冲，这与心律失常，如AF^1，2。信号质量不足是这些试验的制约因素，导致辍学率高^2。另一种智能手表试验使用光胸成像进行自动对焦检测，但与常规的^ECG13相比，诊断精度也有所下降。

通过配准脉冲不规则性检测AF是光胸造影的极限因子，因为由于额外的收缩或心律失常而导致的心跳变异也可能导致脉冲不规则。因此，通过智能手机或智能手表记录心电图可能会增加心律失常检测的灵敏度和特异性。几个智能手机兼容设备可以记录双极单引线ECG模拟埃因霍温铅I^5，9。在一项研究中，双极性智能手机心电图设备被用于自动对焦筛选^9。在这个试验中，一个小电压的P波在铅我导致不正确的自动对焦确定，一个限制时，只有单铅ECG可用^9。在心脏病和老年病房⁵号住院病人身上，也测试了用于AF筛查的ECG设备。自动算法的诊断精度只是次优，额外的12铅ECG往往是强制性的。大多数这些设备只有一个心电图铅记录（Einthoven I）的限制，这并不总是足以确保心律失常或再极化检测。

只有一个小病例系列五名患者证明，传统的12铅ECG是可记录由传统的双极智能手机设备修改后，单极铅记录与ECG标签和电线与鳄鱼夹^4。他们显示心电图录音具有良好的信号质量，但限制因素是需要设备修改，使患者指导的自ECG记录复杂化。

相比之下，我们进行了第一个研究，记录心电图与智能手表与三个双极埃因霍芬铅作为概念证明的健康受试者。我们使用以下简单协议，从标准 ECG 中显示智能手表引线和 Einthoven 引线之间的高等级一致性。

研究方案

这项研究是根据《赫尔辛基宣言》进行的，并经埃尔特卡默·韦斯特法伦-利佩道德委员会批准（参考文献编号2019-456）。

1. 研究

1. 指导受试者如何使用智能手表进行正确的心电图记录。

2. 用通用设备记录标准 12 引线 ECG

1. 使用通用心电图设备进行标准心电图记录。
2. 将纸张运行速度调整到 50 mm/s。
3. 在静置状态下休息 5 分钟后执行心电图录制。
4. 将右臂电极放在右肩附近。
5. 将左臂电极放在左肩附近。
6. 将右腿电极放在右脚踝附近。
7. 将左腿电极放在左脚踝附近。
8. 将 V1 电极放在右侧护栏线的第四个成本空间中。
9. 将 V2 电极放置在左侧护栏线的第四个成本空间中。
10. 将 V3 电极放在 V2 和 V4 之间。
11. 将 V4 电极放置在中线的第五个成本空间中。
12. 将 V5 电极放在前一线的第五个成本空间中。
13. 将 V6 电极放置在中间线的第五个成本空间中。
14. 使用标准心电图设备记录标准 12 引线心电图。
    注:患者不应在心电图记录期间移动，以防止心电图伪影。

3. 记录埃因霍温领先I-III的智能手表与心电图功能

1. 记录标准 ECG 后，直接记录智能手表 ECG。
2. 启用心电图录制的智能手表应用。30 秒心电图将在与智能手表正确接触皮肤后直接记录。
3. 将智能手表的背面放在左手腕上，将右食指放在皇冠上，记录埃因霍温一号（图1A）。
4. 将智能手表的背面放在左下腹部，将右食指放在皇冠上，记录埃因霍芬二世（图1B）。
5. 将智能手表的背面放在左下腹部，将左食指放在皇冠上，记录埃因霍芬三世（图1C）。
   注:右指和左食指不应接触左手腕或左下腹部的皮肤，以便进行适当的心电图记录。患者不应在心电图记录期间移动，以防止心电图伪影。

4. 分析《欧洲经委会》

1. 录制的智能手表 ECG 使用智能手机应用程序以数字方式存储。
2. 使用"将 PDF 发送给您的医生"功能创建每个智能手表 ECG 引线的 PDF 文档。将数字智能手表 ECG 打印在纸上，以便与打印纸张上的标准心电图进行比较。
3. 如果至少三个连续 QRS 复合体显示无噪声信号质量，并且 QRS 复合体之间的等电线路中没有伪影，则将所有记录的智能手表 ECG 分类为中等信号质量。
4. 如果至少 10 个 QRS 复合体显示无噪声信号质量，并且 QRS 复合体之间的等电线路中没有伪影，则将智能手表 ECG 分类为信号质量良好。

5. 统计分析

1. 使用 IBM SPSS 统计信息执行统计分析。
   注:分类变量显示为绝对数和百分比。连续变量以均值 = 标准差的形式呈现。通过单向重复分析方差 （ANOVA） 和成对 t 检验来评估指标结果变量的差异。在二进制变量的情况下，使用#2检验。

结果

在100名健康受试者（66名女性）中，我们研究了智能手表记录协议的可行性。受试者的特点如表1所示。经过一个简短的教程，所有志愿者管理心电图记录程序与智能手表。所有 300 智能手表 ECG 均可用于进一步分析，至少有足够的信号质量用于诊断目的。在ECG总数中，277个（92%）质量好，23 （8%）信号质量适中。三位失明的心脏病专家被要求将智能手表ECG分配给每个科目的相应Einthoven?...

讨论

智能手机和智能手表等智能设备越来越多地用于日常生活和医疗保健^领域。这些新设备和应用程序可能对人群的健康意识产生重大影响，但它们的有效使用需要在研究⁸中进行测试。据我们所知，我们小组是第一个开发出这种单铅心电图记录的方法，对应于传统的埃因托文ECG领导I-III使用智能手表^14。

患者导向心电图记录协...

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Apple Watch Series 4	Apple	Smartwatch with bipolar ECG function
IBM SPSS Statistics	IBM	version 25 for Mac
MAC 5500	GE Healthcare	Standard 12 channel ECG device