Name: patient directed recording of a bipolar three-lead electrocardiogram using a smartwatch with ecg function
Uploaded: 2019-12-11T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Patient Directed Recording of a Bipolar Three-Lead Electrocardiogram using a Smartwatch with ECG Function at JoVE.com

Esta pesquisa não recebeu financiamento externo. Agradecemos a Lisa Tiedemann, Ester Krist e Tobias Anke por suporte técnico.

Este estudo foi realizado de acordo com as Declarações de Helsínquia e aprovado pelo Comitê de Ética do Aerztekammer Westfalen-Lippe (número de referência 2019-456).
1. Estudo
<ol><li>Instrua os assuntos sobre como usar o smartwatch para gravação de ECG adequada.</li>
</ol>2. Gravação de um ECG padrão de 12 chumbo por um dispositivo comum
<ol><li>Use um dispositivo de ECG comum para gravação padrão de ECG.</li>
	<li>Ajuste a velocidade de execução d...

<ol>
	<li>Turakhia, M. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rationale+and+design+of+a+large-scale,+app-based+study+to+identify+cardiac+arrhythmias+using+a+smartwatch:+The+Apple+Heart+Study.">Rationale and design of a large-scale, app-based study to identify cardiac arrhythmias using a smartwatch: The Apple Heart Study.</a> American Heart Journal. 207, 66-75 (2019).</li><li>Dorr, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+WATCH+AF+Trial:+SmartWATCHes+for+Detection+of+Atrial+Fibrillation.">The WATCH AF Trial: SmartWATCHes for Detection of Atrial Fibrillation.</a> JACC Clinical Electrophysiology. 5 (2), 199-208 (2019).</li><li>Hochstadt, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+heart+rate+monitoring+for+automatic+detection+of+atrial+fibrillation+with+novel+bio-sensing+technology.">Continuous heart rate monitoring for automatic detection of atrial fibrillation with novel bio-sensing technology.</a> Journal of Electrocardiology. 52, 23-27 (2019).</li><li>Baquero, G. A., Banchs, J. E., Ahmed, S., Naccarelli, G. V., Luck, J. 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K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=iPhone+ECG+application+for+community+screening+to+detect+silent+atrial+fibrillation:+a+novel+technology+to+prevent+stroke.">iPhone ECG application for community screening to detect silent atrial fibrillation: a novel technology to prevent stroke.</a> International Journal of Cardiology. 165 (1), 193-194 (2013).</li><li>Einthoven, W., Fahr, G., De Waart, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+direction+and+manifest+size+of+the+variations+of+potential+in+the+human+heart+and+on+the+influence+of+the+position+of+the+heart+on+the+form+of+the+electrocardiogram.">On the direction and manifest size of the variations of potential in the human heart and on the influence of the position of the heart on the form of the electrocardiogram.</a> American Heart Journal. 40 (2), 163-211 (1950).</li><li>Burch, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=History+of+precordial+leads+in+electrocardiography.">History of precordial leads in electrocardiography.</a> European Journal of Cardiology. 8 (2), 207-236 (1978).</li><li>Leslie, W. S., Urie, A., Hooper, J., Morrison, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Delay+in+calling+for+help+during+myocardial+infarction:+reasons+for+the+delay+and+subsequent+pattern+of+accessing+care.">Delay in calling for help during myocardial infarction: reasons for the delay and subsequent pattern of accessing care.</a> Heart. 84 (2), 137-141 (2000).</li><li>Tison, G. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Passive+Detection+of+Atrial+Fibrillation+Using+a+Commercially+Available+Smartwatch.">Passive Detection of Atrial Fibrillation Using a Commercially Available Smartwatch.</a> JAMA Cardiology. 3 (5), 409-416 (2018).</li><li>Samol, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recording+of+Bipolar+Multichannel+ECGs+by+a+Smartwatch:+Modern+ECG+Diagnostic+100+Years+after+Einthoven.">Recording of Bipolar Multichannel ECGs by a Smartwatch: Modern ECG Diagnostic 100 Years after Einthoven.</a> Sensors (Basel). 19 (13), (2019).</li><li>Avila, C. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+Use+of+Apple+Watch+4+to+Obtain+3-Lead+Electrocardiogram+and+Detect+Cardiac+Ischemia.">Novel Use of Apple Watch 4 to Obtain 3-Lead Electrocardiogram and Detect Cardiac Ischemia.</a> Permanente Journal. 23, (2019).</li></ol>

Dispositivos inteligentes como smartphones e smartwatches são cada vez mais usados na vida diária e cuidados médicos1. Esses novos dispositivos e aplicativos podem ter um impacto significativo na conscientização sobre a saúde da população, mas seu uso efetivo precisa ser testado nos estudos8. Para o melhor de nosso conhecimento, nosso grupo foi o primeiro a desenvolver este método de gravações de ECG de chumbo único correspondente ao Einthoven ECG convencional l...

Smartwatches ou outros chamados "dispositivos wearable" mostram crescente popularidade e um uso diário em ascensão nos países ocidentais. Quase 80% dos EUA-Americanos possuem um smartphone e mais de 10% têm um smartwatch1. Devido a um sensor fotoplethysmographic usando luz LED e fotodiodos, alguns smartwatches podem registrar frequência de pulso e irregularidades1. Esse recurso permite a detecção de arritmias, especialmente a AF, com alta precisão diagnóstica2,3. Para a detecção autêntica de arritmia de ECG, dispositivos portáteis, portáteis e usáveis de ECG foram desenvolvidos para permitir gravações de ECG assistidas por smartphones. No entanto, esses dispositivos permitem o registro ativado pelo paciente de eletrocardiogramas somente se a adesão dos pacientes para o transporte do dispositivo ECG for extremamente alta4,5,6,7.
Assim, a ferramenta ideal para a vigilância médica de um paciente seria um dispositivo inteligente para uso diário. Alguns smartwatches de última geração permitem uma gravação de ECG de chumbo único comparável ao chumbo bipolar Einthoven I de um ECG padrão de 12 canais usando a parte de trás do relógio como o positivo e a coroa como o eletrodo negativo8. A gravação de ECG é controlada pelo paciente e ativada se ocorrerem sintomas. Depois disso, um aplicativo cria um documento PDF para análise mais aprofundada por um profissional de saúde. No entanto, usando apenas um ECG de chumbo único para a discriminação de ondas P para o diagnóstico de ritmo sinual às vezes é insuficiente9 para a detecção da onda P e muitas vezes várias ligações de ECG são necessárias5. Além disso, o registro multicanal de ECG é obrigatório para o diagnóstico da maioria das doenças cardíacas estruturais agudas ou crônicas, como infarto do miocárdio (MI), embolia pulmonar ou sinais de insuficiência cardíaca aguda.
Mais de 100 anos atrás, Einthoven desenvolveu um método para a gravação de um bipolar de três canais ECG10. Este ECG de três canais oferece a oportunidade de identificar o eixo do coração elétrico e, possivelmente, a isquemia do miocárdio também, especialmente em regiões inferiores do miocárdio11. Portanto, na prática clínica diária bipolar Einthoven leva I-III são partes essenciais do ECG de 12 chumbo e permitir a determinação do ritmo cardíaco ou detecção de isquemia do miocárdio.
O diagnóstico precoce e, especialmente, o tratamento precoce do infarto do miocárdio melhoraram substancialmente nas últimas décadas. No entanto, especialmente no início dos sintomas, muitos pacientes hesitam em entrar em contato com a ajuda profissional. Assim, o primeiro contato médico e iniciação do tratamento adequado é muitas vezes adiada12. O registo e a transmissão de um ECG dirigido pelo doente precocemente após o início dos sintomas podem acelerar o tratamento específico e, assim, permitir um melhor resultado do paciente7. Até agora, a detecção de isquemia por dispositivos inteligentes é limitada, porque principalmente de chumbo único (Einthoven I), ou como em nosso estudo, eCGs máximos de três chumbo (Einthoven I-III) podem ser registrados, o que representa apenas uma área limitada do miocásio.
Vários estudos utilizaram dispositivos dirigidos pelo paciente, como gravadores portáteis de ECG, smartphones e, muito recentemente, smartwatches, para detecção de AF em pacientes cardíacos1,2,5,9. O Apple Heart Study e o ensaio WATCH AF utilizaram o sensor de luz LED fotoplethysmographic do smartwatch para detecção de um pulso irregular ou variável, que se correlaciona com arritmia como AF1,2. A qualidade insuficiente do sinal foi o fator limitante nesses ensaios, levando a uma alta taxa de abandono2. Outro teste de smartwatch usou fotoplethysmography para detecção de AF, mas também mostrou precisão de diagnóstico reduzida em comparação com ECGs regulares13.
A detecção de AF pelo registro de irregularidades no pulso é o fator limitante da fotoplethysmography, pois as variabilidades do batimento cardíaco devido a sistoles extras ou arritmia do seio também podem causar irregularidades no pulso. Assim, o registro de um ECG por um smartphone ou smartwatch pode aumentar a sensibilidade e especificidade da detecção de arritmia. Vários dispositivos compatíveis com smartphones podem gravar um ECG bipolar de chumbo único simulando einthoven levar I5,9. Em um estudo, um dispositivo bipolar de ECG de smartphone foi usado para triagem aF9. Neste ensaio, uma pequena tensão de ondas P na liderança eu levou a determinação AF incorreta, uma limitação quando apenas um ECG de chumbo único está disponível9. Dispositivos de ECG para triagem de AF também foram testados em pacientes hospitalizados em enfermarias cardiologiais e geriátricas5. A precisão diagnóstica dos algoritmos automatizados era apenas abaixo do ideal e os ECGs adicionais de 12 chumbo eram muitas vezes obrigatórios. A maioria destes dispositivos tem a limitação de apenas uma gravação de chumbo ECG (Einthoven I), que nem sempre é suficiente para garantir arritmia ou detecção de repolarização.
Apenas uma pequena série de casos de cinco pacientes demonstrou que um ECG convencional de 12 chumbo é gravável por um dispositivo de smartphone bipolar convencional após modificação para gravações de chumbo unipolares com guias e fios e fios de ECG com clipes de jacaré4. Eles mostraram gravações de ECG com boa qualidade de sinal, mas o fator limitante é a necessidade de modificações do dispositivo que complica a gravação de ecg auto-dirigida pelo paciente.
Em contraste, realizamos o primeiro estudo para a gravação de um ECG com um smartwatch com os três einthoven bipolar leva como uma prova de conceito em indivíduos saudáveis. Fomos capazes de mostrar um alto grau de consistência entre as ligações smartwatch e o Einthoven leva a partir de um ECG padrão usando o seguinte protocolo simples.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Apple Watch Series 4</td>
			<td>Apple</td>
			<td>Smartwatch with bipolar ECG function</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IBM SPSS Statistics</td>
			<td>IBM</td>
			<td>version 25 for Mac</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MAC 5500</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td>Standard 12 channel ECG device</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

patient directed recording of a bipolar three-lead electrocardiogram using a smartwatch with ecg function

Arritmias cardíacas e doenças cardiovasculares são um grande problema de saúde pública nos países desenvolvidos. Um dos principais objetivos na medicina preventiva é a redução da morte cardiovascular por detecção precoce da fibrilação atrial (FA), que pode causar acidente vascular cerebral, ou detecção precoce da isquemia do miocárdio com risco de vida na síndrome coronariana aguda. A detecção de arritmia é muitas vezes um desafio se os sintomas ocorrem quando os pacientes não têm chance de eletrocardiograma imediato (ECG) testes diagnósticos, ou se o período de tempo de observação é curto ou uma visita imediata ao seu médico não é possível. Smartwatches e outros dispositivos wearable são capazes de gravar uma única gravação de ECG de chumbo, mas um único ECG de chumbo muitas vezes não é suficiente para o diagnóstico de distúrbios cardiovasculares. Mesmo o diagnóstico de AF pode ser difícil com somente a informação de um único ECG bipolar da ligação. Alguns dispositivos inteligentes usam fotoplethysmography para detecção de ritmo cardíaco, mas esta técnica só pode dar dicas indiretas do ritmo cardíaco subjacente, é propensa a interferências e não pode ser usada para detecção de isquemia do miocárdio. Um ECG bipolar de três chumbos como o Einthoven leva usado em ECGs regulares pode adicionar informações úteis sobre a detecção de arritmia ou até mesmo o diagnóstico de outras doenças cardiovasculares como a isquemia. Portanto, descrevemos um protocolo para a gravação dirigida pelo paciente de um ECG de três líderes do Einthoven usando um smartwatch.

Em uma coorte de 100 indivíduos saudáveis (66 mulheres) investigamos a viabilidade do nosso protocolo de gravação de smartwatch. As características dos sujeitos são mostradas na Tabela 1. Depois de um pequeno tutorial, todos os voluntários gerenciaram o procedimento de gravação de ECG com o smartwatch. Todos os 300 ECGs de smartwatch foram utilizáveis para análises mais aprofundadas com pelo menos qualidade de sinal adequada para fins de diagnóstico. Do total de ECGs, 277 (92%) foram de boa q...

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Patient Directed Recording of a Bipolar Three-Lead Electrocardiogram using a Smartwatch with ECG Function

Descrevemos um protocolo para o registro dirigido pelo paciente de um eletrocardiograma bipolar de três chumbo por um smartwatch que funciona de forma idêntica ao Einthoven leva a partir de eletrocardiogramas padrão. Isso permite que os pacientes registrem eletrocardiogramas por conta própria imediatamente após o início dos sintomas.

Gravação dirigida paciente de um eletrocardiograma bipolar de três-ligação usando um smartwatch com função de ECG

Cardiac arrhythmias and cardiovascular diseases are a major public health problem in developed countries. A major goal in preventive medicine is the ...

Este protocolo permite que os sujeitos que possuem um smartwatch com função ECG gravem três ECGs de chumbo de sinal bipolar comparáveis ao Einthoven leva um a três de um ECG padrão. Esta técnica pode ajudar a detectar arritmias cardíacas ou isquemia do miocárdio. Os indivíduos podem ajudar um médico a identificar anormalidades do ECG imediatamente após o início dos sintomas.Este método pode ser aplicado principalmente a todos os dispositivos de gravação e smartwatches ECG bipolares com função ECG, exceto para o protocolo de envio de PDF para o médico, que é específico para o aplicativo do dispositivo. É importante que o sujeito seja capaz de gerar um bom contato com a pele, especialmente durante a gravação dos leads dois e três. Pode ser difícil registrar Einthoven lidera dois e três porque o relógio tem que ser colocado no abdômen inferior do indivíduo.Portanto, uma posição de descanso é obrigatória. Demonstrando o procedimento será Sven Kaese, um colega do nosso departamento. Para registrar um ECG padrão, use um dispositivo ECG comum e ajuste a velocidade de execução do papel para 50 milímetros por segundo.Realize a gravação após um período de descanso de cinco minutos em uma posição supina. Coloque os eletrodos do braço direito e esquerdo perto dos ombros e dos eletrodos da perna direita e esquerda perto dos tornozelos. Em seguida, coloque os eletrodos V1 e V2 no quarto espaço intercostal nas linhas parasternal direita e esquerda, respectivamente.Coloque o eletrodo V4 no quinto espaço intercostal na linha midclavicular e o eletrodo V3 entre o V2 e o V4. Em seguida, coloque o eletrodo V5 no quinto espaço intercostal na linha axilar anterior e o eletrodo V6 na linha axilar média. Uma vez que todos os eletrodos estejam no lugar, registo um ECG de 12 chumbo padrão com o dispositivo ECG. Grave o ECG do smartwatch imediatamente após a gravação do ECG padrão.Habilite o aplicativo para gravação de ECG, que gravará um ECG de 30 segundos após o contato adequado da pele com o smartwatch. Grave Einthoven um colocando a parte de trás do smartwatch no pulso esquerdo e o dedo indicador direito na coroa. Em seguida, regise Einthoven dois colocando-o no abdômen inferior esquerdo e o dedo indicador direito na coroa.Finalmente, registou Einthoven três na mesma posição, mas com o dedo indicador esquerdo na coroa. Certifique-se de que o dedo indicador direito e esquerdo não entre em contato com a pele do pulso do abdômen inferior e que o sujeito não se mova durante a gravação. Use a função Enviar PDF para o Seu Médico para criar um documento PDF de cada lead ECG de smartwatch.Em seguida, imprima o ECG digital em papel para comparação com o ECG padrão. Classifique todos os ECGs de smartwatch como de qualidade moderada se pelo menos três complexos QRS consecutivos mostrarem qualidade de sinal livre de ruído e não houver artefatos nas linhas isoelétricas entre complexos. Se isso for verdade para 10 complexos QRS, classifique o ECG como de boa qualidade.Em seguida, realize análise estatística nos ECGs. O protocolo de gravação do smartwatch foi testado em 100 assuntos saudáveis, todos os quais gerenciaram o procedimento de gravação do ECG após um pequeno tutorial. Do total de ECGs registrados, 92% eram de boa qualidade de sinal e 8% de qualidade moderada de sinal.Apesar das diferentes velocidades de escrita das curvas padrão e smartwatch ECG, as morfologias dos três canais eram claramente idênticas. Três cardiologistas cegos foram solicitados a atribuir os ECGs do smartwatch aos correspondentes leads Einthoven em cada assunto e todos os três atribuídos corretamente aos ECGs de 89 participantes. Todos os erros de atribuição foram cometidos nos ECGs com boa qualidade de sinal, mas os erros ocorreram em indivíduos estatisticamente mais antigos.Ao tentar este procedimento, o mais importante é realizar gravações em condições de descanso para obter a melhor qualidade de sinal ECG. Gravações de ECG de chumbo torácico também podem ser gravadas com dispositivo móvel para dar informações adicionais da parede interna do ventrículo esquerdo. Essa técnica pode permitir a disseção do potencial diagnóstico em um ambiente ambulatorial para doenças cardíacas.

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