Pasient styrt innspilling av en bipolar tre-bly elektro bruker en SmartWatch med EKG-funksjon

Summary

Vi beskriver en protokoll for pasient styrt registrering av en tre bly bipolar elektro av en smart klokke som fungerer likt til Einthoven fører fra standard elektrokardiogrammer. Dette gjør at pasientene kan registrere elektrokardiogrammer på egenhånd umiddelbart etter utbruddet av symptomene.

Abstract

Arytmi og hjerte-og karsykdommer er et stort folkehelseproblem i utviklede land. Et viktig mål i forebyggende medisin er reduksjon av kardiovaskulær død ved tidlig påvisning av atrieflimmer (AF), som kan forårsake slag, eller tidlig påvisning av livstruende hjerteinfarkt iskemi i akutt koronar syndrom. Påvisning av arytmi er ofte utfordrende Hvis symptomene oppstår når pasientene har ingen sjanse for umiddelbar elektro (EKG) diagnostisk testing, eller hvis observasjonsperioden er kort eller et umiddelbart besøk til legen sin er ikke mulig. Smartwatches og andre bærbare enheter er i stand til å spille inn et enkelt bly EKG-opptak, men et enkelt bly EKG er ofte ikke tilstrekkelig for diagnostisering av kardiovaskulære lidelser. Selv diagnostisering av AF kan være vanskelig med bare informasjon fra en enkelt føre bipolar ECG. Noen smarte enheter bruker photoplethysmography for påvisning av hjerterytme, men denne teknikken kan bare gi indirekte hint av den underliggende hjerterytmen, er utsatt for forstyrrelser, og kan ikke brukes til påvisning av hjerteinfarkt iskemi. En tre-bly bipolar EKG som Einthoven fører brukes i vanlige EKG kan legge til nyttig informasjon om arytmi deteksjon eller diagnostisering av andre kardiovaskulære sykdommer som iskemi. Derfor beskriver vi en protokoll for den pasient styrte innspillingen av et Einthoven-EKG med tre ledninger ved hjelp av en smart klokke.

Introduction

Smartwatches eller andre såkalte “bærbare enheter” viser økende popularitet og en bratt stigende daglig bruk i vestlige land. Nesten 80% av amerikansk-amerikanere eier en smarttelefon og mer enn 10% har en SmartWatch¹. På grunn av en photoplethysmographic sensor som bruker LED-lys og photodiodes, kan noen smartwatches registrere pulsfrekvens og uregelmessigheter¹. Denne funksjonen muliggjør påvisning av arytmi, spesielt AF, med høy diagnostisk nøyaktighet^2,3. For autentisk EKG arytmi deteksjon, bærbare, håndholdte og bærbare EKG-enheter er utviklet for å muliggjøre smarttelefon-assistert EKG-opptak. Likevel, disse enhetene tillate pasient-aktivert innspilling av elektrokardiogrammer bare hvis pasientens overholdelse for å bære EKG-enheten er ekstremt høy^4,5,6,7.

Dermed vil det optimale verktøyet for pasientens medisinske overvåkning være en smart enhet for daglig bruk. Noen siste generasjons smartwatches muliggjør en EKG-innspilling med én ledning som kan sammenlignes med bipolar bly Einthoven I fra et standard 12-kanals EKG ved hjelp av baksiden av klokken som den positive og kronen som den negative elektroden⁸. EKG-opptaket er pasient kontrollert og aktivert hvis det oppstår symptomer. Deretter oppretter et program et PDF-dokument for videre analyse av helsepersonell. Likevel, ved hjelp av bare en enkelt-bly EKG for diskriminering av P bølger for diagnostisering av sinus rytme er noen ganger utilstrekkelig⁹ for påvisning av P bølgen og ofte kreves flere EKG-ledninger⁵. I tillegg er flerkanals EKG-opptak obligatorisk for diagnostisering av de fleste akutte eller kroniske strukturelle hjertesykdommer som hjerteinfarkt (MI), lunge emboli, eller tegn på akutt hjertesvikt.

Mer enn 100 år siden, utviklet Einthoven en metode for innspilling av en bipolar tre-kanals EKG¹⁰. Dette tre-kanals EKG gir mulighet til å identifisere den elektriske hjerte-aksen og muligens hjerteinfarkt iskemi også, spesielt i dårligere regioner av myokard¹¹. Derfor, i klinisk daglig praksis bipolar Einthoven fører i-III er vesentlige deler av 12-bly EKG og aktivere hjerterytme bestemmelse eller påvisning av hjerteinfarkt iskemi.

Tidlig diagnose og spesielt tidlig behandling av hjerteinfarkt har bedret betydelig de siste ti årene. Likevel, spesielt tidlig etter utbruddet av symptomene, mange pasienter nøle med å kontakte profesjonell hjelp. Således, første medisinsk kontakt og initiering av adekvat behandling er ofte forsinket¹². Registrering og overføring av en pasient styrt EKG tidlig etter utbruddet av symptomene kan akselerere spesifikk behandling og dermed muliggjøre et bedre pasient utfall⁷. Inntil nå, iskemi deteksjon av smarte enheter er begrenset, fordi hovedsakelig single-bly (Einthoven I), eller som i vår studie, maksimal tre-bly (Einthoven I-III) EKG kan registreres, som bare representerer et begrenset område av myokard.

Flere studier brukt pasient-regissert enheter som bærbare EKG-opptakere, smartphones, og veldig nylig smartwatches, for påvisning av AF i hjertet pasienter^1,2,5,9. Apple hjerte studien og klokken AF rettssaken brukte photoplethysmographic LED-lyssensor av SmartWatch for påvisning av en uregelmessig eller variabel puls, som samsvarer med arytmi som AF^1,2. Utilstrekkelig signalkvalitet var begrensende faktor i disse forsøkene, noe som førte til en høy frafall rate². En annen SmartWatch prøve brukt photoplethysmography for AF deteksjon, men også viste redusert diagnostisk nøyaktighet i forhold til vanlige EKG¹³.

Påvisning av AF ved registrering av pulsen uregelmessigheter er den begrensende faktor av photoplethysmography, fordi hjerterytme variabilitet på grunn av ekstra systoler eller sinus arytmi kan også forårsake puls uregelmessigheter. Dermed kan opptak av en EKG med en smarttelefon eller Smart klokke øke følsomheten og spesifisitet av arytmi deteksjon. Flere smarttelefonen kompatible enheter kan spille inn en bipolar single-Lead EKG simulere Einthoven bly I^5,9. I en studie, en bipolar smarttelefonen EKG-enheten ble brukt for AF screening⁹. I denne rettssaken, en liten spenning på P bølger i bly jeg førte til feil AF bestemmelse, en begrensning når bare en enkelt-bly EKG er tilgjengelig⁹. EKG-enheter for AF-screening ble også testet på innlagte pasienter på cardiologic og aldersmedisinsk avdelinger⁵. Diagnostisk nøyaktighet av automatiserte algoritmer var bare suboptimal og ytterligere 12-bly EKG var ofte obligatorisk. De fleste av disse enhetene har begrensningen av bare ett EKG-opptak (Einthoven I), som ikke alltid er tilstrekkelig til å sikre arytmi eller repolarisasjon deteksjon.

Bare en liten sak serie på fem pasienter viste at en konvensjonell 12 bly EKG er skrivbar av en konvensjonell bipolar smarttelefon enhet etter modifisering for Unipolare føre innspillinger med EKG-faner og ledninger med Alligator klipp⁴. De viste EKG-innspillinger med god signalkvalitet, men den begrensende faktoren er behovet for enhetsendringer som kompliserer pasient styrt selv EKG-opptak.

Til sammenligning utførte vi den første studien for å spille inn et EKG med en SmartWatch med de tre bipolare Einthoven leder som et bevis på konseptet i friske forsøkspersoner. Vi var i stand til å vise en høy grad av konsistens mellom SmartWatch leder og Einthoven fører fra et standard EKG ved hjelp av følgende enkle protokollen.

Protocol

Denne studien ble utført i henhold til Declaration of Helsinki og godkjent av etikk komitéen i Aerztekammer Westfalen-Lippe (referansenummer 2019-456). 1. studie Instruere emner om hvordan du bruker smartklokken til riktig EKG-opptak. 2. innspilling av standard 12-ledet EKG med en felles enhet Bruk en vanlig EKG-enhet for standard EKG-opptak. Juster papir kjørehastigheten til 50 mm/s. Utfør EKG-opptaket etter en 5 mi…

Representative Results

I en kohort av 100 friske forsøkspersoner (66 hunn) undersøkte vi muligheten for vår SmartWatch opptaks protokoll. Egenskapene til fagene vises i tabell 1. Etter en kort tutorial alle frivillige administrerte EKG-opptak prosedyren med SmartWatch. Alle 300 SmartWatch EKG var brukbar for videre analyse med minst tilstrekkelig signalkvalitet for diagnostikk formål. Av den totale EKG, 277 (92%) var av god kvalitet og 23 (8%) av moderat signalkvalitet. Tre blindet kardiologer ble bedt om å tildele SmartW…

Discussion

Smarte enheter som smarttelefoner og smartwatches brukes i økende grad i dagliglivet og medisinsk behandling¹. Disse nye enheter og programmer kan ha en betydelig innvirkning på helsen bevissthet om befolkningen, men deres effektiv bruk må testes i studier⁸. Etter beste viten var vår gruppe den første til å utvikle denne metoden med enkelt LED-EKG-opptak som tilsvarer det konvensjonelle Einthoven-EKG-fører I-III ved hjelp av en SmartWatch¹⁴.</…

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