遠程心電監測技術在冠心病患者應用中的研究進展

任鑫，張佳宇，張美霞

1.陜西中醫藥大學 護理學院，陜西 咸陽 712046；2.空軍軍醫大學第一附屬醫院（西京醫院） 護理處，陜西 西安 710032

引言

冠狀動脈粥樣硬化性心臟病簡稱冠心病，是由冠狀動脈粥樣性化病變引起的血管狹窄或堵塞，進而造成心肌缺血、缺氧或壞死[1]。根據統計，目前全國約有3.3 億的心血管病患者，其中冠心病患者約有1100 萬人，是心血管病發病率高的第二大原因[2]。隨著人口老齡化和城市化的加快，冠心病患者發病率和死亡率逐年上升，且患者常常反復發病、反復入院，不但給人們的生活和健康帶來極大的危害，而且給個人、衛生系統和國家帶來了沉重的財政負擔。2019 年中國心血管疾病的住院總費用超過1770 億元，心肌梗死的住院總費用年增長速度為25.99%[2]。如何及時捕捉到冠心病患者的心電圖異常并及時就診，降低心臟病事件的風險已成為研究的熱點。目前，臨床上心電圖和24 h 動態心電圖實時性差、漏檢率高，且出院后患者依從性低。遠程心電監測作為遠程醫療的一種模式，在院內外對冠心病早期評估、診斷和治療方面起到了很大的作用。本文就遠程心電監測在冠心病中的研究進展進行綜述，以期為醫護人員開展遠程心電監測提供參考。

1 遠程心電監測概述

遠程心電監測通過現代通信、計算機、電子技術、網絡技術實現患者心電數據的采集，由遠程服務器傳輸到心電診斷中心，使醫護人員對患者及時制定更精準的個性化指導，從而有效降低心血管事件的風險[3]。目前，遠程心電監測技術已經成為慢病患者管理的首選方法[4]。

20 世紀初期，荷蘭教授威廉· 愛因托芬（Willem Einthoven）被譽為“心電圖之父”。1903 年，他首次將心電圖通過1500 m 的電纜線傳輸出去，并成功創造了人體表面心電圖的記錄，從而發明了心電波形[5]。20 世紀40 年代，霍爾特（Holter）教授以其生物信息遙感技術的研究為基礎，開發了心電圖遙測裝置和Holter 系統，大大提高了心電圖的臨床應用價值[6]。20 世紀70 年代，國外首次嘗試在院外使用電話傳輸心電圖系統。20 世紀90 年代，心電圖系統被引入國內。隨著科技的不斷進步，無線傳輸技術應運而生。根據傳輸距離遠近不同，無線通信技術可以分為長距離、短距離兩種。在心電監測系統中，3G、4G 以及最新的5G 技術是長距離無線傳輸；藍牙技術、ZigBee（又稱“紫蜂”）以及Wi-Fi 技術是短距離無線通信技術[7]。

21 世紀初期，植入式心電監測設備逐漸引起我國學者的注意。2012 年董睿敏等[8]順利完成我國首例植入式心電監測設備——第三代植入式Holter 在臨床上的應用。2018 年國內研發了佩戴電極材料，從傳統凝膠型更換為干性電極以及織物性電極[9]；有研究將傳統的Ag/AgCI 電極與可穿戴服裝結合在一起，且智柔貼片式心電儀采用高性能的柔性電子材料和單導聯設計，使用時完全與人體貼合，均有效避免了長時間佩戴導致的皮膚過敏[10]。然而，由于植入式心電設備的有創操作，大大限制了該類技術在臨床上的應用。

隨著智能化技術的不斷發展，遠程心電監測技術逐漸發展為智能快速一體化的閉合體系——集長程采集、實時監測、自動預警和主動干預為一體[11]。常見的記錄方式有單導聯、3 導聯及12 導聯，其中單導聯更多采用可穿戴式醫療設備進行數據采集，如蘋果、華為和小米等公司研發的心電手環和心電手表，助聽器式的心電監測[12]、名片式的單導聯記錄儀以及與汽車方向盤結合的心電記錄儀等。Barde 等[13]最新一項研究是在智能設備中嵌入前置攝像頭，基于面部攝像機測量心率，實現了遠程和非接觸式的監測，而由于監測時受膚色等因素的影響，因此在采集心電信息上存在穩定性與準確性欠佳的缺點。

近些年來，基于互聯網+遠程心電云平臺大數據中心的研發，通過建立區域心電遠程會診中心，實現了不同級別醫院的遠程會診、數據流轉和報告信息調度[14]。2021 年江西省人民醫院基于云技術、人工智能（Artificial Intelligence，AI）以及5G 技術搭建遠程心電監測預警平臺[15]，使患者不出社區便可享受大型醫院遠程監測及診斷服務，同時通過該平臺篩查出高?；颊?，提高了區域心臟病的救治水平。另外，AI 的應用主要通過機器學習來實現。深度學習是機器學習的一個方向，其通過模仿人腦的神經元和神經網絡結構，構建多層神經網絡來學習數據之間的關系，其中卷積神經網絡是深度學習算法的重要分支。陳超等[16]憑借卷積層使用偏置參數和權重參數少，且具有平移不變性的特點，將其應用于識別心電信號，并結合上萬個心電數據片段訓練的AI 技術，構建了遠程心電監測預警平臺。該平臺在AI 技術的輔助決策下，使患者心電數據判讀模式由醫護專家或臨床醫生判讀轉換為AI 輔助專家決策，提升了監測敏感性與時效性，減少誤診和漏診，同時緩解了醫務者人力資源的緊張。從某種意義上來說，該平臺彌補了傳統統計模型的不足，為疾病的預測提供了一種行之有效的方法[17]。

2 遠程心電監測在冠心病患者中的應用情況

2.1 遠程心電監測對冠心病患者心電監測的重要性

目前臨床多采用傳統心電圖與24 h 動態心電圖（Holter）提供心電監測。傳統心電圖具有成本低、操作簡單、可反復監測、便于攜帶等優點，但記錄時間較短。許多患者發病前的數天就已出現相應的臨床癥狀，心律失常具有持續性、非規律性、突發突止的特點，但當患者到達醫院就診時癥狀常常已經明顯緩解甚至消失，所以很難對患者作出及時準確的診斷。同樣，Holter 雖可明顯改善心律失常的發生率，但是無法在第一時間監測到院外的心臟事件。因此，僅通過醫院內的傳統心電圖和Holter 還遠遠不能滿足院外高?；颊叩谋O測需求。遠程心電監測在臨床上的推廣應用解決了這一難題。遠程心電監測不受時間、地點限制，能夠及時、準確地記錄、傳輸、存儲及跟蹤院外患者在非隨訪時間段的大量空白數據，將院前突發的緊急事件數據及時采集與記錄，明顯縮短院前急救時間。此外，遠程心電監測貫穿于心臟康復的始終，其中在運動康復時能夠對患者運動信息進行識別，根據采集的心電數據分析，達到針對性地建議、警示及緊急救助的目的[18]。由此可見，遠程心電監測在冠心病患者的監測中具有重要作用，能夠為患者提供及時、有效、準確、便攜的監測服務，從而降低患者的致死率和致殘率，改善患者的預后。

2.2 遠程心電監測在冠心病患者中的臨床應用

遠程心電監測已廣泛應用于心血管疾病領域，在冠心病患者中主要應用于院前診斷、院外監測和隨訪、長期院外康復等[19]。

2.2.1 院前診斷

心肌梗死具有發病急、病情危重的特點，預后比較差[20]。院前急救包括院前初步檢查和心肺復蘇等，提高院前急救效率是急救工作取得成功的重要保障。急性心肌梗死可根據心電圖變化將其劃分為ST 段抬高型心肌梗死（ST-Elevated Myocardial Infarction，STEMI）及非ST 段抬高型心肌梗死（Non ST-Elevated Myocardial Infarction，NSTEMI）。早期、快速、完全地開通梗死相關動脈可以提高STEMI 患者的預后。根據《急性ST 段抬高型心肌梗死診斷和治療指南(2019) 》[21]，進門至溶栓時間應在30 min 之內，再灌注時間應在確診STEMI后90 min 之內?；颊哐舆t是STEMI 仍未解決的問題。諸多學者發現遠程心電監測在院前120 急救工作中發揮著積極作用，如羅望勝等[22]利用藍牙技術和12 導聯心電圖遠程實時傳輸系統為基礎，探討了院前傳輸12 導聯心電圖在STEMI 患者的再灌注救治中的作用。結果顯示，門-球中位時間縮短了56 min，手術臺占比減少了35%，住院時間平均減少了2 d，STEMI 的死亡率有所降低；Nam 等[23]采用薈萃分析再次證明了STEMI 患者院前使用12 導聯心電圖遠程的益處；李艷紅等[24]比較了遠程心電監測與常規監測手段在STEMI 患者院前急救效果方面的差異，試驗結果與羅望勝等[22]研究一致。此外該研究還發現，患者很愿意使用遠程心電監測，同時，急救后患者的食欲、精神、睡眠及日常評分均高于常規組，且并發癥的發生率降低，遠程心電監測促進了病情快速穩定，為患者的預后提供了保障，值得臨床推廣使用。

2.2.2 院外監測和隨訪

冠心病可以引起心律失常，當冠心病心肌缺血累及心臟傳導系統就會引起各種心律失常。李惠榮等[25]招募了1024 例受試者，結果發現，遠程動態心電監測對惡性心律失常等危急值能夠及時預警，避免了惡性心血管事件的發生，提高了臨床診斷的準確率，增加了患者的就醫安全感。為進一步探究遠程心電監測在院外隨訪管理中的效果，李錦爽等[26]利用便攜式遠程心電監測（掌上心電SnapECG），探究了在院外隨訪的室性心律失?；颊?，結果發現，該技術能夠有效地提高心律不齊的檢出率。以上結果說明，遠程心電監測在院外隨訪惡性心律失常中具有一定的應用價值。

房顫是最常見的心律失常。定期隨訪對于首次接受射頻消融術后的房顫患者十分重要。在臨床上，導管消融是一種非常有效的方法，而導管消融術后3 個月常出現房顫復發。多項研究表明，遠程心電監測可用于院外隨訪患者，提高藥物治療的依從性，例如，Steinhubl 等[27]對2659 例患者進行了臨床試驗，研究結果顯示，可穿戴式遠程心電監測能夠明顯提高房顫的診斷陽性率，且患者有更好的藥物依從性。Badertsche 等[28]采用便攜式智能手表對房顫監測，研究顯示敏感度為99%，特異性為83%，表明采用便攜式智能手表在院外對房顫監測具有良好的臨床應用價值。此外，龐巖等[29]對AI 遠程心電監測和云端大數據平臺在冠心病患者隨訪中的應用進行了研究，結果表明區域心電信息平臺可以顯著地降低心血管疾病和藥物不良反應的發生，同時患者的生活質量也得到了提高。由此可見，遠程心電監測對冠心病診斷、藥物治療和隨訪管理均發揮了重要作用。但是由于該技術設備水平參差不齊，導致監測的數據處理方式、傳出格式、診斷術語及心電預警標準不一致。因此，臨床應用這項技術時，需考慮其局限性和測量數據的準確性。

2.2.3 長期院外康復

介入技術的快速發展使冠心病在早期開通梗死血管、降低早期病死率、挽救瀕死心肌及改善左室功能等方面獲益。心臟康復是貫穿整個冠心病過程的重要步驟。運動康復可使冠心病全因病死率下降15%～28%，心源性病死率下降26%～31%，猝死降低37%[30]。因此，利用遠程心電監測技術進行運動康復訓練具有一定的可行性。劉昕[31]采用AD8232 芯片結合心電監測去噪，并與手機APP、PC 端監測平臺相結合設計了一款智能遠程心電監測預警系統。在監測時，采用標準Ⅰ導聯的導聯方式，將電極安裝好后并使用導聯線連接到監測終端，給監測終端供電并且初始化。在監測中心即可查看患者的心率、當前運動狀態、心電信號圖，而當點擊“位置”按鈕時，會對患者位置進行定位，然后醫生根據心電波形了解患者運動心率，制定個體化的運動處方。徐磊[32]通過實時監測人體心電圖，利用數字加速傳感器采集患者運動信息，并根據運動識別算法分析心率，為醫生提供準確可靠的信息。然而，通過查閱大量文獻后發現，與運動狀態信息相結合的心電監測系統還沒有得到長足的發展，需要進一步研究。

在心臟康復中，監測數據包括靜息心率、心率恢復、心律失常、ST-T 改變及心律-收縮壓雙乘積[33]。目前，多個指南指出運動處方的制定是運動康復關鍵，患者運動前也需要進行心電監測[34-35]。此外，在院外長期康復期間，部分患者已恢復到可重復工作或恢復日?；顒?，因此，運動的指導應因人而異。

2.2.4 其他應用

（1）篩查無癥狀性心肌缺血

無癥狀性心肌缺血是急性心肌梗死的預后預測指標[36]，由于缺乏典型的、特異的臨床癥狀，極易被忽視。而遠程心電監測可及早發現無癥狀心肌缺血的優勢不可忽略。於德滋等[36]對39 例冠心病進行隨機對照試驗以比較遠程監測和常規監測手段在無癥狀性心肌缺血篩查效果方面的差異。結果顯示，遠程心電監測組的無癥狀性心肌缺血檢出率和各病變支數及狹窄程度的檢出率明顯高于常規診療組，與劉暉等[37]研究結果相似。張玉等[38]對無癥狀性心肌缺血患者進行監測，發現遠程心電敏感度為90.6%，且能對每次心肌缺血的發作進行及時有效報警，但也會因操作不當等原因出現誤報、信號不穩定、數據不完整等問題。

（2）監測冠心病引起的暈厥

心源性暈厥是心律失常最嚴重的并發癥，多為驟然發病。2018 年歐洲心臟病學會頒布了《暈厥診斷與管理指南》[39]，并指出遠程心電監測是目前用于監測短暫心律失常和心源性暈厥的良好手段。張宏超[40]對北京地區4 個中心醫院的暈厥患者，在國內開展將植入式心臟監測儀用于不明原因暈厥診斷的多中心前瞻性隊列研究，結果顯示植入式心電監測儀可顯著提高暈厥的診斷率和干預率，減少暈厥復發。植入式心電監測雖然對暈厥患者的診斷應用價值高，但在國內仍為高值器械，且為有創檢查操作，患者的接受意愿較低。

（3）預警冠心病引起的心源性猝死

冠心病合并各種心律失常均會導致冠狀動脈血流下降，從而引起心源性猝死。2017 年美國心臟病學會在指南中指出，對于沒有達到植入式心律轉復除顫儀（Implantable Cardioverter-Defibrillator，ICD）的高風險心源性猝死患者，或有ICD 適應證但有ICD 禁忌證的患者，建議采用可穿戴的遠程心電監測系統，以便及時發現和處置病證[41]。對此國內外學者進行了相關研究：白蓉等[42]對確診為高危心律失?；颊?，根據是否發生心源性猝死進行分組并采用各種心電圖監測，結果顯示遠程心電圖監測圖形的可靠性及圖形質量效果最好，且可預警心源性猝死的發生，與Carretta 等[43]研究結果一致。因此，遠程心電監測具有臨床應用的可靠性與準確性，且在自適應分析診斷、預警、實時監測等方面具有明顯的應用優勢，可作為預測冠心病患者病情進展的工具。

3 總結與展望

遠程醫療服務為患者提供了便捷高效的診療服務模式，提高了醫療資源的共享率。目前，遠程心電監測已在各大醫院中得到了廣泛的應用，為冠心病患者尤其是偏遠地區患者的院前診斷、院外監測和隨訪、長期院外康復等提供了極大的方便。鑒于我國5G 網絡尚未完全覆蓋，大多地區仍是采用3G/4G 等模式，設備和網絡方面的問題沒有得到很好的解決。此外，一項新技術能否在臨床進一步推廣，需要與臨床思路進行整合，但是大部分設備仍然存在不可避免的漏診或誤診的問題[44]；儀器設備價格昂貴，需要醫療單位自行采購，可能制約該技術的廣泛應用。因此，為全面提升遠程心電監測在冠心病中的應用價值，下一步將積極尋求國家政府主管部門的支持，制定有關政策，并協同醫院有關部門向基層醫院、社區衛生服務等醫療機構推廣、部署遠程心電網點；同時心內科醫生需與多學科合作共同開發出更多實用的心電監測系統，促進遠程醫療產業在心血管領域的發展；此外，還需加強流程管理和醫療質量管控，避免醫療風險。