심전도 기능이 있는 스마트워치를 이용한 양극성 3리드 심전도 환자 지시 기록
Summary
우리는 표준 심전도에서 아인토벤 리드와 동일하게 작동하는 스마트 워치에 의해 세 개의 리드 양극성 심전도의 환자 지시 등록을위한 프로토콜을 설명합니다. 이것은 환자가 현상의 개시 직후에 스스로 심전도를 기록할 수 있게 합니다.
Abstract
심장 부정맥과 심혈관 질환은 선진국의 주요 공중 보건 문제입니다. 예방 의학의 주요 목표는 급성 관상 동맥 증후군에서 뇌졸중을 일으킬 수있는 심방 세동 (AF)의 조기 발견에 의한 심혈관 사망의 감소 또는 생명을 위협하는 심근 허혈의 조기 발견입니다. 부정맥의 검출은 환자가 즉각적인 심전도 (ECG) 진단 시험을 위한 기회가 없을 때, 또는 관찰 기간이 짧거나 그들의 닥터에 즉시 방문이 불가능한 경우에 현상이 생기는 경우에 수시로 도전적입니다. 스마트 워치 및 기타 웨어러블 장치는 단일 리드 심전도 기록을 기록할 수 있지만 단일 리드 심전도는 심혈관 질환의 진단에 충분하지 않은 경우가 많습니다. AF의 진단조차도 단일 리드 양극성 심전도의 정보만으로는 어려울 수 있습니다. 일부 스마트 장치는 심장 리듬의 검출을 위해 광전지 유방 조영술을 사용하지만,이 기술은 기본 심장 리듬의 간접 힌트를 줄 수 있습니다, 간섭하는 경향이, 심근 허혈의 검출에 사용할 수 없습니다. 일반 심전도에 사용되는 아인토벤 리드와 같은 3-리드 양극성 심전도는 허혈과 같은 다른 심혈관 질환의 부정맥 검출 또는 진단에 관한 유용한 정보를 추가할 수 있습니다. 따라서, 우리는 스마트 워치를 사용하여 아인토벤 3 리드 심전도의 환자 지시 기록에 대한 프로토콜을 설명합니다.
Introduction
스마트 워치 또는 기타 소위 “웨어러블 장치”는 서구 국가에서 인기가 증가하고 매일 사용량이 가파르게 증가하고 있음을 보여줍니다. 미국계 미국인의 거의 80%가 스마트폰을 소유하고 있으며 10% 이상이 스마트워치1을소유하고 있습니다. LED 조명 및 광다이오드를 사용하는 광전지 센서로 인해 일부 스마트 워치는 펄스 주파수와 요철을 기록 할 수 있습니다1. 이 기능은 높은 진단 정확도2,3,부정맥, 특히 AF의 검출을 가능하게합니다. 본격적인 심전도 부정맥 검출을 위해 휴대용, 핸드헬드 및 웨어러블 ECG 장치는 스마트폰 보조 심전도 기록을 가능하게 하기 위해 개발되었습니다. 그럼에도 불구하고, 이들 장치는 심전도 장치를 운반하기 위한 환자의 준수가 매우 높은 경우에만 심전도의 환자 활성화 기록을 허용한다4,5,6,7.
따라서 환자의 의료 감시를 위한 최적의 도구는 일상적인 사용을 위한 스마트 장치일 것입니다. 일부 마지막 세대 스마트 워치는 음극 8로 긍정적인 크라운으로 시계의 뒷면을 사용하여 표준 12 채널 심전도에서 양극 리드 아인토벤 I에 필적 하는 단일 리드 ECG 기록을 가능하게한다. 심전도 기록은 현상이 생기는 경우에 환자 통제되고 활성화됩니다. 그 후, 응용 프로그램은 의료 전문가에 의해 추가 분석을위한 PDF 문서를 만듭니다. 그럼에도 불구하고, 부비동 리듬의 진단을 위한 P파의 판별에 대해서만 단일 리드 심전도를 사용하는 것은 때때로 P파의 검출을 위한9가 부족하고 종종 다중 심전도리드가5가 요구된다. 또한, 다채널 심전도 기록은 심근 경색 (MI), 폐 색전증, 또는 급성 심부전의 징후와 같은 대부분의 급성 또는 만성 구조적 심장 질환의 진단을 위해 필수적입니다.
100여 년 전, 아인토벤은 양극성 3채널 심전도10을기록하는 방법을 개발하였다. 이 3 채널 심전도는 특히 심근11의열등한 지역에서 전기 심장 축 및 아마도 심근 허혈을 식별 할 수있는 기회를 제공합니다. 따라서, 임상 일일 실습에서 양극성 아인토벤 리드 I-III는 12-리드 심전도의 필수적인 부분이며 심근 허혈의 심장 리듬 결정 또는 검출을 가능하게 한다.
조기 진단, 특히 심근 경색의 조기 치료는 최근 수십 년 동안 실질적으로 개선되었습니다. 그럼에도 불구하고, 특히 증상이 발병 한 후 많은 환자가 전문적인 도움을 받는 것을 주저합니다. 따라서, 적절한 치료의 첫 번째 의료 접촉 및 개시는 종종 지연12. 증상의 발병 후 초기에 환자 지시 심전도의 등록 및 전송은 특정 치료를 가속화하고 따라서 더 나은 환자 결과를 가능하게 할 수7. 지금까지, 스마트 장치에 의한 허혈 검출은 주로 단일 납 (아인토벤 I) 또는 우리의 연구에서와 같이, 최대 3-리드 (아인토벤 I-III) 심근의 제한된 영역을 나타내는, 기록 될 수 있기 때문에 제한적이다.
몇몇 연구 결과는 심장 환자1,2,5,9에있는 AF의 검출을 위한 휴대용 심전도 레코더, 스마트폰 및 아주 최근에 스마트 워치와 같은 참을성 있는 지시장치를 이용했습니다. Apple Heart Study와 WATCH AF 시험에서는 스마트워치의 광전지 LED-광 센서를 사용하여 불규칙하거나 가변적인 펄스를 감지했으며, 이는 AF1,2와같은 부정맥과 관련이 있습니다. 불충분한 신호 품질은 이러한 시험에서 제한 요인이었으며, 높은 탈락률2. 또 다른 스마트 워치 시험은 AF 검출을 위해 광전도 유학을 사용했지만 일반 심전도13에비해 진단 정확도가 감소한 것으로 나타났습니다.
맥박 요철의 등록에 의한 AF의 검출은 추가 systoles 또는 부비동 부정맥에 의한 심장 박동 변이가 또한 펄스 부정을 일으키는 원인이 될 수 있기 때문에, 광전도모학의 제한 인자입니다. 따라서, 스마트폰 또는 스마트워치에 의한 심전도의 기록은 부정맥 검출의 민감성 및 특이성을 증가시킬 수 있다. 여러 스마트 폰 호환 장치는 양극성 단일 리드 ECG 아인토벤 리드 I5,9를시뮬레이션 기록 할 수 있습니다 . 한 연구에서는, 양극성 스마트폰 심전도 장치를 AF 스크리닝9에사용하였습니다. 이 시험에서, 리드에 P 파의 작은 전압은 잘못된 AF 판정을 주도, 단지 단일 리드 심전도9사용할 수있는 경우 제한 . AF 스크리닝을 위한 심전도 장치는 또한 심장 및 노인 병동에 입원한 환자에서 시험되었다5. 자동화된 알고리즘의 진단 정확도는 최적이 아니었으며 12개의 리드로 구성된 추가 심전도가 필수인 경우가 많습니다. 이러한 장치의 대부분은 단 하나의 ECG 리드 기록(아인토벤 I)의 한계를 가지고 있으며, 이는 부정맥 또는 재분극 검출을 보장하기에 항상 충분하지 않다.
5명의 환자중 단 하나의 작은 케이스 시리즈만이 종래의 12개의 리드 심전도가 엘리게이터클립4를가진 단극성 리드 기록을 수정한 후 종래의 양극성 스마트폰 장치에 의해 기록가능하다는 것을 입증했다. 그들은 좋은 신호 품질로 ECG 기록을 보여 주었지만 제한 요인은 환자 지향 자가 심전도 기록을 복잡하게하는 장치 수정의 필요성입니다.
대조적으로, 우리는 건강한 과목에서 개념의 증거로 세 양극성 아인토벤 리드와 스마트 워치와 심전도를 기록하기위한 첫 번째 연구를 수행했다. 우리는 다음과 같은 간단한 프로토콜을 사용하여 표준 심전도에서 스마트 워치 리드와 아인토벤 리드 사이의 높은 수준의 일관성을 보여줄 수 있었습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
스마트폰, 스마트워치 와 같은 스마트 기기는 일상 생활과 의료 분야에서 점점 더 사용되고 있습니다1. 이러한 새로운 장치 및 앱은 인구의 건강 인식에 큰 영향을 미칠 수 있지만 효과적인 사용은 연구8에서테스트해야합니다. 우리의 지식의 최선을 다해, 우리 그룹은 스마트 워치14를사용하여 기존의 아인토벤 ECG 리드 I-III에 대응하는 단일 리…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 연구는 외부 자금을 받지 못했습니다. 리사 타이데만, 에스테르 크리스트, 토비아스 안케에게 기술 지원을 부탁드립니다.
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 |
Riferimenti
- 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).
