可穿戴服裝中標(biāo)準(zhǔn)下肢導(dǎo)聯(lián)軀干最佳接入點(diǎn)探討

李桂生 李美娜 婁文婷 吳金鵬

在目前大數(shù)據(jù)時(shí)代,隨著科技的發(fā)展,各種便攜式可穿戴心電設(shè)備走進(jìn)大眾生活當(dāng)中,肢體導(dǎo)聯(lián)接入點(diǎn)的合理選取頗為重要,陳元秀等[1]研究表明,下肢導(dǎo)聯(lián)接入點(diǎn)在大腿根部,亦不影響標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)十二導(dǎo)聯(lián)圖形。但如果把下肢導(dǎo)聯(lián)接入點(diǎn)選取在軀干某一位置,結(jié)果會(huì)怎樣呢? 筆者對(duì)此進(jìn)行了一些觀察研究。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 選擇2020年6月,來(lái)院體檢者72例,男性,年齡20～60歲。

1.2 研究方法 72名體檢者先按常規(guī)連接方法,描記十二導(dǎo)聯(lián)同步心電圖。從中選取6名體表標(biāo)記比較明顯的體檢者,左下肢導(dǎo)聯(lián)按A 點(diǎn)(左腋前線與臍水平線交點(diǎn))、B點(diǎn)(臍部)、C點(diǎn)(右腋前線與臍水平線交點(diǎn))、D 點(diǎn)(右髂前上棘)、E 點(diǎn)(髂前上棘水平的前正中點(diǎn))、F 點(diǎn)(左髂前上棘)6處位置(見(jiàn)圖1)作為接入點(diǎn)分別描記十二導(dǎo)聯(lián)同步心電圖,并與常規(guī)心電圖進(jìn)行比較,選擇出最佳接入點(diǎn)。其余66名體檢者按篩選出的最佳接入點(diǎn)(E 點(diǎn)),描記十二導(dǎo)聯(lián)同步心電圖。對(duì)72份E 點(diǎn)描記的心電圖與72份常規(guī)心電圖進(jìn)行觀察比較,并對(duì)肢體導(dǎo)聯(lián)中5個(gè)導(dǎo)聯(lián)的QRS波群主波進(jìn)行測(cè)量分析。

圖1 軀體接入點(diǎn)示意圖

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 測(cè)量數(shù)據(jù)采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,使用兩樣本均數(shù)比較的t檢驗(yàn),使用PASW Statistics 18統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果

6名體檢者無(wú)論是臍水平(A→B→C),還是髂前上棘連線水平(F→E→D),肢體導(dǎo)聯(lián)(Ⅱ、Ⅲ導(dǎo)聯(lián))心電圖QRS波群主波振幅都符合從左向右逐漸減小,縱向(E→B、F→A)肢體導(dǎo)聯(lián)(Ⅱ、Ⅲ導(dǎo)聯(lián))心電圖QRS波群主波振幅符合從下到上逐漸增大,而D→C肢體導(dǎo)聯(lián)(Ⅱ、Ⅲ導(dǎo)聯(lián))心電圖QRS波群主波振幅從下到上逐漸減小。在臍水平,心電圖形形態(tài)變異程度較大,A→B→C,形態(tài)變異程度逐漸增大;在髂前上棘水平,D、F點(diǎn)心電圖形形態(tài)變異程度較小(圖2)。以E點(diǎn)作為接入點(diǎn)所描記的十二導(dǎo)聯(lián)同步心電圖與常規(guī)十二導(dǎo)聯(lián)同步心電圖基本一致(圖3)。72例常規(guī)導(dǎo)聯(lián)與軀干部E 點(diǎn)接入的5個(gè)導(dǎo)聯(lián)波形振幅的比較,統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 軀干與常規(guī)五個(gè)肢體導(dǎo)聯(lián)心電圖比較/m V

圖2 軀體不同位置心電圖

圖3 常規(guī)心電圖(左)與E點(diǎn)位置心電圖(右)對(duì)比

3 討論

為什么髂前上棘水平的前正中點(diǎn)(E 點(diǎn))作為接入點(diǎn)描記的心電圖波形與常規(guī)心電圖的波形基本一致,D、F 接入點(diǎn)的心電圖波形差異較小,而臍水平(B、C點(diǎn)為著)作為接入點(diǎn)的卻差異較大,景永明和向晉濤[2]的研究對(duì)此做出了解釋。他們對(duì)心電圖形成的投影學(xué)說(shuō)進(jìn)行了研究,其數(shù)學(xué)向量理論表明:體表心電圖大致符合投影學(xué)說(shuō),其理論來(lái)源是電偶學(xué)說(shuō)。并且,他們提出了以下觀點(diǎn):①體表電勢(shì)的分布規(guī)律滿足電偶極子的電勢(shì)分布公式μ＝kpcosθ/r2,其中,P是綜合心電向量,r是探查點(diǎn)與心臟的距離(矢徑),θ是P 與r的夾角,這表明某一點(diǎn)的電勢(shì)高低與綜合心電向量在矢徑上的投影成正比,與探查點(diǎn)與心臟的距離平方成反比(即近大遠(yuǎn)小的規(guī)律);②投影軸的方向決定心電圖的形態(tài),投影軸的長(zhǎng)度決定心電圖的幅度。

本次研究,6例體檢者:接入點(diǎn)水平移動(dòng),由左向右(A→B→C、F→E→D),QRS波群主波振幅逐漸減小;垂直移動(dòng),由下向上(E→B、F→A),QRS波群主波振幅逐漸增大,而D→C,QRS波群主波振幅由下到上逐漸減小。依據(jù)以上理論,根據(jù)接入點(diǎn)的位置(圖4A)建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析。為了和心電軸角度保持一致,筆者設(shè)定:探查點(diǎn)與水平方向的夾角為α;P與水平方向的夾角為β(假設(shè)與心電軸一致)。根據(jù)公式μ＝kpcosθ/r2:①當(dāng)探查點(diǎn)由下向上垂直移動(dòng)時(shí)(D→C、E→B、F→A),r2＝a2/sin2(α－90°)＝a2/cos2α;θ＝α－β(α≠90°,a為接入點(diǎn)到向量原點(diǎn)下垂線的垂直距離,a≠0)μ＝kpcosθ/r2＝kpcos(α－β)?cos2α/a2(k、p、a為常數(shù));②當(dāng)探查點(diǎn)由左向右水平移動(dòng)時(shí)(F→E→D、A→B→C),r2＝b2/cos2(α－90°)＝b2/sin2α;θ＝α－β(α≠0°、180°,b為接入點(diǎn)到向量原點(diǎn)水平線的垂直距離,b≠0);μ＝kpcosθ/r2＝kpcos(α-β)?sin2α/b2(k、p、a為常數(shù))。

圖4 左下肢導(dǎo)聯(lián)軀干接入點(diǎn)不同位置角度示意圖及電勢(shì)與角度函數(shù)曲線

為了方便計(jì)算及繪制曲線:令kp/a2＝kp/b2＝1;β取值分別為0°、30°、45°、60°、90°,繪制函數(shù)關(guān)系曲線(圖4B、C)。從函數(shù)曲線上可以看出,無(wú)論是垂直移動(dòng)還是水平移動(dòng),曲線的峰值(拐點(diǎn))隨著β的增大而右移,圖4A 所示體檢者(β＝52°)接入點(diǎn)水平移動(dòng)時(shí),當(dāng)α＞90°時(shí),電勢(shì)隨著α的增大而減小,與(B→C、E→D)所表現(xiàn)的結(jié)果一致,當(dāng)α＜90°時(shí),A→B、F→E 隨著α的增大而減小,可能是因?yàn)锳 點(diǎn)的角度已經(jīng)過(guò)了拐點(diǎn)(77°),處于單調(diào)遞減區(qū)間。垂直移動(dòng)時(shí),當(dāng)α＞90°時(shí),從函數(shù)曲線上可以看出,曲線處于單調(diào)遞增和遞減兩個(gè)區(qū)間,B、D 兩點(diǎn)可能處于不同的兩個(gè)區(qū)間,所以出現(xiàn)了E→B逐漸增大,而D→C逐漸減小的兩個(gè)相反的變化。當(dāng)α＜90°時(shí),A點(diǎn)的角度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于拐點(diǎn)(19°)處于單調(diào)遞減區(qū)間,F→A 逐漸增大。我們知道:心電圖的診斷依據(jù)主要是波幅和形態(tài)兩個(gè)因素,形態(tài)上的識(shí)別在某些診斷中比波幅更有意義(例如異常Q 波的時(shí)限寬度比深度更有價(jià)值),心電向量空間形態(tài)是不規(guī)則的,景永明和向晉濤[2]的研究表明:向量投影軸的方向決定心電圖的形態(tài)。不同投影軸方向決定了兩個(gè)不同方向的心電圖形態(tài),基于此,我們就可以得出:不同投影軸方向的夾角決定了兩個(gè)不同方向的心電圖形態(tài)的變異程度,夾角越大,變異程度越大。由圖4A 所示可得:橫向:C 點(diǎn)心電圖形態(tài)變異程度顯著于B點(diǎn);D 點(diǎn)心電圖形態(tài)變異程度顯著于E點(diǎn)?？v向:C點(diǎn)心電圖形態(tài)變異程度顯著于D 點(diǎn);B 點(diǎn)心電圖形態(tài)變異程度顯著于E點(diǎn);A 點(diǎn)心電圖形態(tài)變異程度顯著于F點(diǎn),;與所做結(jié)果基本一致。至于B 點(diǎn)心電圖形態(tài)變異程度顯著于A 點(diǎn),F點(diǎn)心電圖形態(tài)變異程度顯著于E點(diǎn),筆者推測(cè)可能也是由于角度所致。

本文研究接入點(diǎn),認(rèn)為:探查點(diǎn)由左踝部到E點(diǎn),由于心臟向量原點(diǎn)位置偏左,角度(αE)在90°附近(圖4A),經(jīng)過(guò)垂直移動(dòng)和水平移動(dòng),由曲線可以看出,變量相互抵消,雖有變化,但變量很小,角量(αE－90°)變化亦很小,不足以引起心電圖形態(tài)和幅度的明顯改變。探查點(diǎn)由左踝部到D、F點(diǎn),經(jīng)過(guò)垂直和水平移動(dòng),變量變化引起心電圖形態(tài)和幅度的較小改變,這種改變是否會(huì)影響到心電圖的識(shí)別診斷,如無(wú)影響,D-F之間都有可能成為理想的接入點(diǎn)選擇。因本次研究樣本量較少,異常病例缺乏(假性r波、假性s波,異常Q 波等),缺乏足夠的依據(jù),待隨著研究的不斷深入,予以證實(shí),故目前認(rèn)為:E 點(diǎn)(或以其為中心的有限范圍內(nèi))不失為軀干接入點(diǎn)的較好選擇。在這72例體檢者中,其中4例E點(diǎn)描記十二導(dǎo)聯(lián)同步心電圖與常規(guī)心電圖某些肢體導(dǎo)聯(lián)QRS波群主波振幅相差0.1 m V,對(duì)此我們進(jìn)行長(zhǎng)導(dǎo)聯(lián)描記發(fā)現(xiàn),這些體檢者心電圖受呼吸影響比較明顯,可能是由于兩次描記處于不同呼吸時(shí)相所致,如同時(shí)描記,所得結(jié)果應(yīng)該一致。

近來(lái),隨著可穿戴心電產(chǎn)品研發(fā)的需求,下肢接入點(diǎn)的應(yīng)用有較為緊迫的現(xiàn)實(shí)意義。通過(guò)72例體檢者的研究表明:髂前上棘水平的前正中點(diǎn)作為下肢導(dǎo)聯(lián)接入點(diǎn)的位置,不影響標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)十二導(dǎo)聯(lián)圖形。把其作為接入點(diǎn)還存在以下優(yōu)勢(shì):定位簡(jiǎn)單,普通人就可以操作;其遠(yuǎn)離下肢及關(guān)節(jié),可以最大限度避免由于下肢運(yùn)動(dòng)所帶來(lái)的干擾。同理,如果我們能夠把上肢導(dǎo)聯(lián)的接入點(diǎn)也引到軀干部位,可穿戴心電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)師們就有了更廣闊的設(shè)計(jì)空間,設(shè)計(jì)出多款設(shè)備,為廣大人民的身心健康保駕護(hù)航。