Registro dirigido por el paciente de un electrocardiograma bipolar de tres plomos utilizando un smartwatch con función ECG

Summary

Describimos un protocolo para el registro dirigido por el paciente de un electrocardiograma bipolar de tres conductores mediante un reloj inteligente que funciona de forma idéntica a los cables Einthoven de los electrocardiogramas estándar. Esto permite a los pacientes registrar electrocardiogramas por sí solos inmediatamente después de la aparición de los síntomas.

Abstract

Las arritmias cardíacas y las enfermedades cardiovasculares son un problema importante de salud pública en los países desarrollados. Un objetivo importante en la medicina preventiva es la reducción de la muerte cardiovascular mediante la detección temprana de fibrilación auricular (AF), que puede causar accidente cerebrovascular, o la detección temprana de isquemia miocárdica potencialmente mortal en el síndrome coronario agudo. La detección de arritmia a menudo es difícil si los síntomas ocurren cuando los pacientes no tienen ninguna posibilidad de realizar pruebas diagnósticas inmediatas de electrocardiograma (ECG), o si el período de tiempo de observación es corto o no es posible una visita inmediata a su médico. Los relojes inteligentes y otros dispositivos portátiles son capaces de grabar un registro de ECG de una sola pista, pero un ECG de una sola pista a menudo no es suficiente para el diagnóstico de trastornos cardiovasculares. Incluso el diagnóstico de AF puede ser difícil con sólo información de un solo ECG bipolar de plomo. Algunos dispositivos inteligentes utilizan fotopletismografía para la detección del ritmo cardíaco, pero esta técnica sólo puede dar pistas indirectas del ritmo cardíaco subyacente, es propenso a interferencias y no se puede utilizar para la detección de isquemia miocárdica. Un ECG bipolar de tres conductores como los cables de Einthoven utilizados en ECGs regulares puede agregar información útil sobre la detección de arritmias o incluso el diagnóstico de otras enfermedades cardiovasculares como la isquemia. Por lo tanto, describimos un protocolo para la grabación dirigida por el paciente de un ECG de tres plomos Einthoven utilizando un reloj inteligente.

Introduction

Los relojes inteligentes u otros llamados “dispositivos portátiles” muestran una creciente popularidad y un uso diario en los países occidentales. Casi el 80% de los estadounidenses-estadounidenses tienen un teléfono inteligente y más del 10% tiene un reloj inteligente¹. Debido a un sensor fotopletismográfico que utiliza luz LED y fotodiodos, algunos relojes inteligentes pueden registrar la frecuencia del pulso y las irregularidades¹. Esta característica permite la detección de arritmias, especialmente AF, con alta precisión de diagnóstico^2,3. Para la detección de arritmias de ECG auténtica, se han desarrollado dispositivos ECG portátiles, portátiles y portátiles para permitir grabaciones de ECG asistidas por teléfonos inteligentes. Sin embargo, estos dispositivos permiten el registro activado por el paciente de electrocardiogramas sólo si el cumplimiento de los pacientes para llevar el dispositivo ECG es extremadamente alto^4,5,6,7.

Por lo tanto, la herramienta óptima para la vigilancia médica de un paciente sería un dispositivo inteligente para el uso diario. Algunos relojes inteligentes de última generación permiten una grabación ECG de un solo cable comparable al cable bipolar Einthoven I de un ECG estándar de 12 canales utilizando la parte posterior del reloj como positivo y la corona como el electrodo negativo^8. El registro del ECG está controlado por el paciente y se activa si se presentan síntomas. A partir de entonces, una aplicación crea un documento PDF para su posterior análisis por parte de un profesional de la salud. Sin embargo, el uso de sólo un ECG de una sola pista para la discriminación de ondas P para el diagnóstico del ritmo sinusal es a veces insuficiente⁹ para la detección de la onda P y a menudo se requieren múltiples cables ecg⁵. Además, el registro de ECG multicanal es obligatorio para el diagnóstico de enfermedades cardíacas estructurales más agudas o crónicas como el infarto de miocardio (MI), la embolia pulmonar o los signos de insuficiencia cardíaca aguda.

Hace más de 100 años, Einthoven desarrolló un método para la grabación de un ECG¹⁰bipolar de tres canales. Este ECG de tres canales ofrece la oportunidad de identificar el eje cardíaco eléctrico y posiblemente la isquemia miocárdica también, especialmente en regiones inferiores del miocardio^11. Por lo tanto, en la práctica diaria clínica los cables Bipolar Einthoven I-III son partes esenciales del ECG de 12 conductores y permiten la determinación del ritmo cardíaco o la detección de la isquemia miocárdica.

El diagnóstico precoz y especialmente el tratamiento temprano del infarto de miocardio ha mejorado sustancialmente durante las últimas décadas. Sin embargo, especialmente temprano después de la aparición de los síntomas, muchos pacientes dudan en ponerse en contacto con la ayuda profesional. Por lo tanto, el primer contacto médico y el inicio de un tratamiento adecuado a menudo se retrasa¹². El registro y la transmisión de un ECG dirigido por el paciente al principio después de la aparición de los síntomas podrían acelerar el tratamiento específico y permitir así un mejor resultado del paciente⁷. Hasta ahora, la detección de isquemia por dispositivos inteligentes es limitada, porque principalmente de un solo plomo (Einthoven I), o como en nuestro estudio, se pueden registrar ECG de tres plomos máximos (Einthoven I-III), que sólo representan un área limitada del miocardio.

Varios estudios utilizaron dispositivos dirigidos por el paciente como grabadoras ECG portátiles, teléfonos inteligentes, y muy recientemente relojes inteligentes, para la detección de AF en pacientes cardíacos^1,2,5,9. El estudio del corazón de Apple y el ensayo WATCH AF utilizaron el sensor fotoplethysmographic LED-light del reloj inteligente para la detección de un pulso irregular o variable, que se correlaciona con arritmias como AF^1,2. La calidad insuficiente de la señal fue el factor limitante en estos ensayos, lo que llevó a una alta tasa de deserción². Otro ensayo de reloj inteligente utilizó fotopletismografía para la detección de AF, pero también mostró una precisión de diagnóstico reducida en comparación con los ECG^{normales 13.}

La detección de AF por el registro de irregularidades de pulso es el factor limitante de la fotopletimografía, ya que las variabilidades de los latidos del corazón debido a sístoles adicionales o arritmia sinusal también pueden causar irregularidades en el pulso. Por lo tanto, la grabación de un ECG por un teléfono inteligente o reloj inteligente puede aumentar la sensibilidad y especificidad de la detección de arritmias. Varios dispositivos compatibles con teléfonos inteligentes pueden grabar un ECG bipolar de un solo cable simulando Einthoven plomo I^5,9. En un estudio, se utilizó un dispositivo ECG de smartphone bipolar para la detección^{AF 9.} En este ensayo, una pequeña tensión de ondas P en plomo que condujo a una determinación incorrecta de AF, una limitación cuando sólo un ECG de una sola dirección está disponible⁹. También se analizaron dispositivos eclopantes para la detección de AF en pacientes hospitalizados en salas cardiológicas y geriátricas^5. La precisión diagnóstica de los algoritmos automatizados era sólo subóptima y los ECG adicionales de 12 plomos eran a menudo obligatorios. La mayoría de estos dispositivos tienen la limitación de una sola grabación de cable ECG (Einthoven I), que no siempre es suficiente para garantizar la detección de arritmia o repolarización.

Sólo una pequeña serie de casos de cinco pacientes demostró que un ECG convencional de 12 plomos es grabable por un dispositivo smartphone bipolar convencional después de la modificación para grabaciones de plomo unipolar con pestañas ECG y cables con clips de cocodrilo⁴. Mostraron grabaciones de ECG con buena calidad de señal, pero el factor limitante es la necesidad de modificaciones del dispositivo que complican la grabación auto-ECG dirigida por el paciente.

Por el contrario, realizamos el primer estudio para registrar un ECG con un reloj inteligente con los tres cables bipolares de Einthoven como prueba de concepto en sujetos sanos. Pudimos mostrar un alto grado de consistencia entre los cables de smartwatch y los cables Einthoven de un ECG estándar utilizando el siguiente protocolo simple.

Protocol

Este estudio se realizó de acuerdo con las Declaraciones de Helsinki y fue aprobado por el Comité de ética del Aerztekammer Westfalen-Lippe (número de referencia 2019-456). 1. Estudio Instruya a los sujetos sobre cómo utilizar el reloj inteligente para la grabación adecuada de ECG. 2. Registro de un ECG estándar de 12 plomos por un dispositivo común Utilice un dispositivo ECG común para la grabación de ECG estándar. Aju…

Representative Results

En una cohorte de 100 sujetos sanos (66 mujeres) investigamos la viabilidad de nuestro protocolo de grabación de relojes inteligentes. Las características de los sujetos se muestran en el Cuadro 1. Después de un breve tutorial, todos los voluntarios gestionaron el procedimiento de grabación de ECG con el reloj inteligente. Los 300 ECG de smartwatch se utilizaron para análisis adicionales con al menos una calidad de señal adecuada para fines de diagnóstico. Del total de ECGs, 277 (92%) eran de buen…

Discussion

Los dispositivos inteligentes como teléfonos inteligentes y relojes inteligentes se utilizan cada vez más en la vida diaria y la atención médica¹. Estos nuevos dispositivos y aplicaciones pueden tener un impacto significativo en la conciencia de salud de la población, pero su uso eficaz debe ser probado en los estudios⁸. Hasta el punto de nuestro conocimiento, nuestro grupo fue el primero en desarrollar este método de grabaciones ECG de un solo plomo correspondientes …

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