心電図機能を有するスマートウォッチを用いたバイポーラ3リード心電図の患者指向記録

Summary

標準的な心電図からのアイントホーフェンリードと同じように機能するスマートウォッチによる3つの鉛双極心電図の患者指向登録のためのプロトコルを記述する。これにより、患者は症状の発症直後に自力で心電図を記録することができます。

Abstract

心臓不整脈や心血管疾患は先進国の主要な公衆衛生上の問題です。予防医学の主な目標は、脳卒中を引き起こす可能性のある心房細動(AF)の早期発見、または急性冠症候群における生命を脅かす心筋虚血の早期発見による心血管死の減少である。不整脈の検出は、患者が即時心電図(ECG)診断検査を受ける機会がない場合、または観察期間が短い場合や医師への即時訪問が不可能な場合に症状が生じる場合にしばしば困難である。スマートウォッチやその他のウェアラブルデバイスは、単一の鉛心電図記録を記録することができますが、単一のリード心電図は、多くの場合、心血管障害の診断には十分ではありません。AFの診断でさえ、単一の鉛双極性心電図からの情報だけで困難な場合があります。一部のスマートデバイスは、心臓リズムの検出に光プレチスモグラフィーを使用しますが、この技術は、基礎となる心臓リズムの間接的なヒントを与えるだけで、干渉を受けやすく、心筋虚血の検出には使用できません。通常の心電図で使用されるアイントホーフェン鉛のような3鉛双極性心電図は、不整脈検出や虚血のような他の心血管疾患の診断に関する有用な情報を追加することができます。そこで、スマートウォッチを用いたアイントホーフェン3リード心電図の患者指向記録のためのプロトコルを記述する。

Introduction

スマートウォッチやその他のいわゆる「ウェアラブルデバイス」は、欧米諸国での人気の高まりと日々の利用の急増を示しています。米国系アメリカ人の約80%がスマートフォンを所有しており、10%以上がスマートウォッチ¹を持っています。LEDライトとフォトダイオードを使用したフォトプレチスモグラフィーセンサーにより、一部のスマートウォッチはパルス周波数と凹凸¹を記録できます。この機能により、不整脈、特にAFの検出が可能で、診断精度が高い^2、3.本物の心電図不整脈検出のために、スマートフォン支援ECG記録を可能にするために、ポータブル、ハンドヘルド、ウェアラブル心電図デバイスが開発されました。それにもかかわらず、これらの装置は、心電図装置を運ぶ患者のコンプライアンスが非常に高い^場合にのみ心電図の患者活性化記録を可能に^する。

したがって、患者の医療監視のための最適なツールは、毎日の使用のためのスマートデバイスであろう。一部の最終世代のスマートウォッチは、時計の裏側を正として使用し、クラウンを負極⁸として使用する標準的な12チャンネルECGからバイポーラリードアイントホーフェンIに匹敵する単一リード心電図記録を可能にします。心電図の記録は、症状が発生した場合に患者が制御し、活性化される。その後、アプリケーションは、医療専門家によるさらなる分析のためのPDF文書を作成します。それにもかかわらず、正月リズムの診断のためのP波の判別のために単鉛心電図のみを使用することは、P波の検出には⁹が不十分な場合があり、多くの場合、複数の心電図リードが⁵を必要とする。さらに、多チャンネル心電図記録は、心筋梗塞(MI)、肺塞栓症、または急性心不全の徴候のようなほとんどの急性または慢性の構造性心疾患の診断のために必須である。

100年以上前、アイントホーフェンはバイポーラ3チャンネル心電図¹⁰の記録方法を開発した。この3チャネル心電図は、特に心筋¹¹の劣った領域において、電気心臓軸および場合によっては心筋虚血を同定する機会を提供する。したがって、臨床日次実践ではバイポーラアイントホーフェン鉛I-IIIは、12鉛心電図の必須部分であり、心リズム決定または心筋虚血の検出を可能にする。

早期診断、特に心筋梗塞の早期治療は、ここ数十年の間に実質的に改善された。それにもかかわらず、特に症状の発症後の早い段階で、多くの患者は専門的な助けに連絡することを躊躇する。したがって、最初の医療接触および適切な治療の開始は、しばしば¹²が遅れる。症状の発症後早々に患者指向性心電図の登録と伝達は、特定の治療を加速し、したがって、より良い患者の結果を可能にする可能性があります^7.これまで、スマートデバイスによる虚血検出は限られており、主に単鉛(アイントホーフェンI)、または我々の研究のように、最大3リード(アイントホーフェンI-III)心電図は、心筋の限られた領域のみを表す記録することができる。

いくつかの研究は、心臓患者1、2、5、9のAFの検出のために、ポータブル心電図レコーダー、スマートフォン、および非常に最近のスマートウォッチのような患者指向のデバイスを使用しました。アップルハートスタディとWATCH AF試験は、AF^1、2のような不整脈と相関する不規則または可変パルスの検出のためにスマートウォッチの光プレチスモグラフィーLED光センサーを使用しました。不十分な信号品質は、これらの試験の制限要因であり、高いドロップアウト率²につながった.別のスマートウォッチトライアルは、AF検出にフォトプレチスモグラフィーを使用しましたが、通常の心電図¹³と比較して診断精度が低下したことも示しました。

パルス凹凸の登録によるAFの検出は、余分な収縮期または静脈不整脈による心拍変動もパルス不規則性を引き起こす可能性があるため、光プレチスモグラフィーの制限因子である。したがって、スマートフォンやスマートウォッチによる心電図の記録は、不整脈検出の感度と特異性を増加させる可能性があります。いくつかのスマートフォン互換デバイスは、アイントホーフェンリードI^5、9をシミュレートするバイポーラシングルリード心電図を記録することができます。ある研究では、双極性スマートフォンECGデバイスをAFスクリーニング⁹に使用した。この試験では、リードのP波の小さな電圧が誤ったAF判定につながり、単一リード心電図のみが利用可能な場合の制限^9.AFスクリーニング用心電図装置は、心臓病および老人病棟⁵の入院患者においても試験された。自動化されたアルゴリズムの診断精度は最適外であり、追加の12リード心電図はしばしば必須でした。これらのデバイスのほとんどは、不整脈または再分極検出を確保するのに必ずしも十分ではない1つの心電図リード記録(アイントホーフェンI)の制限を有する。

5人の患者の唯一の小さなケースシリーズは、従来の12リード心電図がアリゲータークリップ⁴とのECGタブおよびワイヤーを有するユニポーラリード記録の変更後に従来のバイポーラスマートフォンデバイスによって記録可能であることを実証した。彼らは良好な信号品質で心電図記録を示したが、制限要因は、患者指向の自己心電図記録を複雑にするデバイスの変更の必要性である。

対照的に、我々は、健康な被験者の概念の証明として、3つの双極アイントホーフェンリードを持つスマートウォッチで心電図を記録するための最初の研究を行った。次の簡単なプロトコルを使用して、標準ECGからスマートウォッチリードとアイントホーフェンリードの間に高い一貫性を示すことができました。

Protocol

この研究は、ヘルシンキ宣言に従って行われ、アエルツテカンマー・ヴェストファーレン・リッペの倫理委員会によって承認された(参照番号2019-456)。 1. 研究 適切な心電図記録のためにスマートウォッチを使用する方法について被験者に指示します。 2. 共通デバイスによる標準12リード心電図の記録 標準 ECG 記録には共通の心電図…

Representative Results

100人の健康な被験者(66人の女性)のコホートで、スマートウォッチ記録プロトコルの実現可能性を調査しました。被験者の特徴を表1に示す。短いチュートリアルの後、すべてのボランティアは、スマートウォッチで心電図記録手順を管理しました。300のスマートウォッチ心電図はすべて、診断目的で少なくとも十分な信号品質でさらなる分析に使用できました。心電図合計277名(92…

Discussion

スマートフォンやスマートウォッチなどのスマートデバイスは、日常生活や医療にますます使用されています¹.これらの新しいデバイスやアプリは、人口の健康意識に大きな影響を与える可能性がありますが、その効果的な使用は、研究⁸でテストする必要があります。私たちの知る限りでは、私たちのグループは、スマートウォッチ¹⁴を?…

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