Пациент Направленная запись биполярной трехсвинцовой электрокардиограммы с использованием смарт-часов с функцией ЭКГ
Summary
Мы описываем протокол для пациента направленной регистрации трех свинцовых биполярной электрокардиограммы смарт-часы, которые функционируют одинаково, как Эйнтховен приводит от стандартных электрокардиограмм. Это позволяет пациентам самостоятельно записывать электрокардиограммы сразу после появления симптомов.
Abstract
Сердечные аритмии и сердечно-сосудистые заболевания являются одной из основных проблем общественного здравоохранения в развитых странах. Основной целью в профилактической медицине является снижение сердечно-сосудистой смертности путем раннего выявления мерцательной аритмии (АФ), которая может вызвать инсульт, или раннее выявление опасной для жизни ишемии миокарда при остром коронарном синдроме. Обнаружение аритмии часто является сложной задачей, если симптомы возникают, когда пациенты не имеют шансов для немедленного электрокардиограммы (ЭКГ) диагностического тестирования, или если период наблюдения короткий или немедленного визита к врачу не представляется возможным. Смарт-часы и другие носимые устройства способны записывать одну свинцовую ЭКГ запись, но одного свинца ЭКГ часто недостаточно для диагностики сердечно-сосудистых заболеваний. Даже диагностика АФ может быть трудно только с информацией от одного свинца биполярной ЭКГ. Некоторые умные устройства используют фотоплетисмографию для выявления сердечного ритма, но этот метод может дать только косвенные намеки на основной сердечный ритм, склонен к помехам и не может быть использован для выявления ишемии миокарда. Трехсвинцовая биполярная ЭКГ, как Провода Эйнтховена, используемые в регулярных ЭКГ, могут добавить полезную информацию, касающуюся обнаружения аритмии или даже диагностики других сердечно-сосудистых заболеваний, таких как ишемия. Поэтому мы описываем протокол для записи трехсвинцового ЭКГ Эйнховена с помощью смарт-часов.
Introduction
Смарт-часы или другие так называемые «носимые устройства» демонстрируют растущую популярность и резко едкую ежедневную пользу в западных странах. Почти 80% американцев в США владеют смартфоном и более 10% имеют смарт-часы1. Благодаря фотоплетисмографическому датчику с использованием светодиодного света и фотодиодов, некоторые смарт-часы могут записывать частоту импульса и неровности1. Эта функция позволяет обнаруживать аритмии, особенно АФ, с высокой диагностической точностью2,3. Для аутентичного обнаружения ЭКГ-аритмии были разработаны портативные, портативные и носимые ЭКГ-устройства, позволяющие записывать ЭКГ с помощью смартфона. Тем не менее, эти устройства позволяют пациенту активированной записи электрокардиограмм только в том случае, если соответствие пациентов для проведения ЭКГ устройство является чрезвычайно высоким4,5,6,7.
Таким образом, оптимальным инструментом для медицинского наблюдения пациента будет смарт-устройство для ежедневного использования. Некоторые смарт-часы последнего поколения позволяют односвинцовую запись ЭКГ, сравнимую с биполярным свинцом Эйнховена I со стандартной 12-канальной ЭКГ, используя заднюю часть часов в качестве положительного и коронного как отрицательного электрода8. Запись ЭКГ контролируется пациентом и активируется при возникновении симптомов. После этого приложение создает документ PDF для дальнейшего анализа медицинским работником. Тем не менее, использование только односвинцовой ЭКГ для дискриминации P волн для диагностики синусового ритма иногда недостаточно9 для обнаружения волны P и часто требуетсянесколькоЭКГ приводит 5 . Кроме того, многоканальная ЭКГ-запись обязательна для диагностики наиболее острых или хронических структурных заболеваний сердца, таких как инфаркт миокарда (ОМ), эмболия легких или признаки острой сердечной недостаточности.
Более 100 лет назад Эйнховен разработал метод записи биполярного трехканального ЭКГ10. Эта трехканальная ЭКГ дает возможность определить электрическую ось сердца и, возможно, ишемию миокарда, особенно в нижних регионах миокарда11. Таким образом, в клинической ежедневной практике биполярного Эйнтховена приводит I-III являются неотъемлемой частью 12-ведущей ЭКГ и позволяют определение сердечного ритма или обнаружение ишемии миокарда.
Ранняя диагностика и особенно раннее лечение инфаркта миокарда значительно улучшилось в последние десятилетия. Тем не менее, особенно рано после появления симптомов, многие пациенты стесняются обращаться за профессиональной помощью. Таким образом, первый медицинский контакт и начало адекватного лечения часто откладывается12. Регистрация и передача ЭКГ, направленной пациентом на ранней стадии после появления симптомов, может ускорить специфическое лечение и тем самым обеспечить лучший исходпациента 7. До сих пор, обнаружение ишемии смарт-устройств ограничено, потому что в основном односвинцовые (Einthoven I), или, как в нашем исследовании, максимальные три свинца (Einthoven I-III) ЭКГ могут быть записаны, которые представляют только ограниченную область миокарда.
В нескольких исследованиях использовались устройства, ориентированные на пациента, такие как портативные ЭКГ-магнитофоны, смартфоны и совсем недавно смарт-часы, для обнаружения АФ у сердечных больных1,2,5,9. Исследование сердца Apple и исследование WATCH AF использовали фотоплетисмографический светодиодный световой датчик смарт-часов для обнаружения нерегулярного или переменного импульса, который коррелирует с аритмией, как AF1,2. Недостаточное качество сигнала было ограничивающим фактором в этих испытаниях, что привело к высокому показателю отсева2. Другое исследование смарт-часов использовало фотоплетисмографию для обнаружения АФ, но также показало снижение диагностической точности по сравнению с обычными ЭКГ13.
Обнаружение АФ при регистрации нарушений пульса является ограничивающим фактором фотоплетисмографии, так как изменчивость сердцебиения из-за дополнительных систол или синусовой аритмии также может вызвать нарушения пульса. Таким образом, запись ЭКГ смартфоном или смарт-часами может повысить чувствительность и специфичность обнаружения аритмии. Несколько смартфонов совместимых устройств может записывать биполярного односвинцовой ЭКГ, имитирующую Einthoven lead I5,9. В одном исследовании, биполярное устройство ЭКГ смартфона было использовано для скрининга AF9. В этом испытании, небольшое напряжение волн P в свинца я привел к неправильному определению АФ, ограничение, когда только один свинца ЭКГ доступна9. ЭКГ-устройства для скрининга АФ также были протестированы у госпитализированных пациентов в кардиологических и гериатрических отделениях5. Диагностическая точность автоматизированных алгоритмов была лишь неоптимальной, и дополнительные 12-свинцовые ЭКГ часто были обязательными. Большинство из этих устройств имеют ограничение только одной записи свинца ЭКГ (Einthoven I), что не всегда достаточно для обеспечения аритмии или обнаружения реполяризации.
Только один небольшой случай серии из пяти пациентов показали, что обычные 12 свинца ЭКГ записывается на обычных биполярного смартфона устройства после модификации для однополярного свинца записи с ЭКГ вкладок и проводов с аллигатора клипы4. Они показали ЗАПИСи ЭКГ с хорошим качеством сигнала, но ограничивающим фактором является необходимость модификаций устройства, что усложняет самоэкг-запись, направленную пациентом.
В отличие от этого, мы провели первое исследование для записи ЭКГ с помощью смарт-часов с тремя биполярными проводами Эйнховена в качестве доказательства концепции у здоровых испытуемых. Мы смогли показать высокую степень согласованности между смарт-часы приводит и Эйнтховен приводит от стандартной ЭКГ, используя следующий простой протокол.
Protocol
Representative Results
Discussion
Интеллектуальные устройства, такие как смартфоны и смарт-часы, все чаще используются в повседневной жизни и медицинскойпомощи 1. Эти новые устройства и приложения могут оказать значительное влияние на осведомленность населения о здоровье, но их эффективное использование …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Это исследование не получило внешнего финансирования. Мы благодарим Лизу Тидеманн, Эстер Крист и Тобиаса Анке за техническую поддержку.
Materials
| 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 |
References
- Turakhia, M. P., et al. Rationale and design of a large-scale, app-based study to identify cardiac arrhythmias using a smartwatch: The Apple Heart Study. American Heart Journal. 207, 66-75 (2019).
- Dorr, M., et al. The WATCH AF Trial: SmartWATCHes for Detection of Atrial Fibrillation. JACC Clinical Electrophysiology. 5 (2), 199-208 (2019).
- Hochstadt, A., et al. Continuous heart rate monitoring for automatic detection of atrial fibrillation with novel bio-sensing technology. Journal of Electrocardiology. 52, 23-27 (2019).
- Baquero, G. A., Banchs, J. E., Ahmed, S., Naccarelli, G. V., Luck, J. C. Surface 12 lead electrocardiogram recordings using smart phone technology. Journal of Electrocardiology. 48 (1), 1-7 (2015).
- Desteghe, L., et al. Performance of handheld electrocardiogram devices to detect atrial fibrillation in a cardiology and geriatric ward setting. Europace. 19 (1), 29-39 (2017).
- Samol, A., et al. Prevalence of unknown atrial fibrillation in patients with risk factors. Europace. 15 (5), 657-662 (2013).
- Nigolian, A., Dayal, N., Nigolian, H., Stettler, C., Burri, H. Diagnostic accuracy of multi-lead ECGs obtained using a pocket-sized bipolar handheld event recorder. Journal of Electrocardiology. 51 (2), 278-281 (2018).
- Foster, K. R., Torous, J. The Opportunity and Obstacles for Smartwatches and Wearable Sensors. IEEE Pulse. 10 (1), 22-25 (2019).
- Lau, J. K., et al. iPhone ECG application for community screening to detect silent atrial fibrillation: a novel technology to prevent stroke. International Journal of Cardiology. 165 (1), 193-194 (2013).
- Einthoven, W., Fahr, G., De Waart, A. 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. American Heart Journal. 40 (2), 163-211 (1950).
- Burch, G. E. History of precordial leads in electrocardiography. European Journal of Cardiology. 8 (2), 207-236 (1978).
- Leslie, W. S., Urie, A., Hooper, J., Morrison, C. E. Delay in calling for help during myocardial infarction: reasons for the delay and subsequent pattern of accessing care. Heart. 84 (2), 137-141 (2000).
- Tison, G. H., et al. Passive Detection of Atrial Fibrillation Using a Commercially Available Smartwatch. JAMA Cardiology. 3 (5), 409-416 (2018).
- Samol, A., et al. Recording of Bipolar Multichannel ECGs by a Smartwatch: Modern ECG Diagnostic 100 Years after Einthoven. Sensors (Basel). 19 (13), (2019).
- Avila, C. O. Novel Use of Apple Watch 4 to Obtain 3-Lead Electrocardiogram and Detect Cardiac Ischemia. Permanente Journal. 23, (2019).
