12 導(dǎo)聯(lián)穿戴心電設(shè)備在院前診斷急性ST 段抬高型心肌梗死中的應(yīng)用

沈 娟，陳 韜，賴杰偉，陽 維，修建成，韓寶石，石亞君，陳韻岱，郭 軍

1解放軍總醫(yī)院第六醫(yī)學(xué)中心心血管學(xué)部，北京 100048；2解放軍醫(yī)學(xué)院，北京 100853；3南方醫(yī)科大學(xué)，廣東廣州510515

心血管疾病是全球主要的死亡原因，其中急性心肌梗死的死亡率總體呈上升趨勢(shì)，尤其是急性ST段抬高型心肌梗死的死亡率在我國農(nóng)村地區(qū)呈現(xiàn)急劇上升趨勢(shì)［1-4］。早期快速開通梗死相關(guān)血管是改善STEMI預(yù)后、降低死亡率的關(guān)鍵［5,6］。我國2019年急性ST段抬高型心肌梗死（STEMI）指南建議醫(yī)療急救系統(tǒng)在第一次醫(yī)療接觸后10 min內(nèi)獲得心電圖［5,7］，12導(dǎo)聯(lián)心電圖對(duì)于早期診斷及治療STEMI中至關(guān)重要，院前心電圖的使用能有效縮短心肌缺血時(shí)間［2,6,8］。但有研究顯示120轉(zhuǎn)運(yùn)的患者只有27%在到達(dá)醫(yī)院之前獲得心電圖［9］。目前，急性心梗救治延誤主要發(fā)生在醫(yī)院外［10］，借助穿戴心電設(shè)備在醫(yī)院外及早診斷并指導(dǎo)就醫(yī)急救是優(yōu)化急性STEMI救治流程的有效策略?，F(xiàn)有的穿戴心電設(shè)備，絕大多數(shù)為單導(dǎo)聯(lián)或模擬多導(dǎo)聯(lián)心電圖，僅能檢測(cè)到ST-T改變，在診斷STEMI中仍存在不足［11-17］。12導(dǎo)聯(lián)穿戴心電設(shè)備在院內(nèi)醫(yī)護(hù)人員操作下的STEMI患者中的定位診斷與識(shí)別中不亞于傳統(tǒng)12導(dǎo)聯(lián)心電圖［18］。國內(nèi)外可穿戴設(shè)備研究多局限于心律失常中的應(yīng)用［15,19-22］，穿戴心電設(shè)備在急性ST段抬高型心肌梗死的應(yīng)用及研究較少。如何有效且快速地實(shí)現(xiàn)院外心電圖對(duì)心梗的診斷及診療亟待更多的臨床驗(yàn)證。因此，本研究依托“全國心電一張網(wǎng)”，基于12導(dǎo)聯(lián)穿戴心電設(shè)備對(duì)院前STEMI的診斷效能進(jìn)行相關(guān)研究，對(duì)實(shí)際應(yīng)用中發(fā)生的STEMI危急值預(yù)警的心電圖進(jìn)行分析，旨在明確其在急性ST段抬高型心肌梗死的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料和方法

1.1 研究對(duì)象

本研究為依托”心電一張網(wǎng)”共納入2019年1月～2021年8月使用12導(dǎo)聯(lián)穿戴心電設(shè)備預(yù)警ST段改變的危急值心電圖的患者共441例。其中男性302例，女性139例，年齡60.16±14.68（21～93）歲,心率為84.97±32.861次/min。本研究由解放軍總醫(yī)院中央醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（批準(zhǔn)號(hào)：S2019-318-03）。

1.2 納入、排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：選取使用12導(dǎo)聯(lián)穿戴心電設(shè)備采集的心電圖，根據(jù)“心電圖危急值2017年專家共識(shí)”［23］關(guān)于危急值的建議。疑似急性冠脈綜合征：ST段抬高：J點(diǎn)后60～80 ms處弓背向上抬高≥0.10 mV，右胸導(dǎo)聯(lián)≥0.25 mV，左胸導(dǎo)聯(lián)≥0.10 mV；ST段下降：J點(diǎn)后60～80 ms處ST段下斜性或水平型下降≥0.15 mV。排除標(biāo)準(zhǔn)：心電圖圖像質(zhì)量差、影響分析；其他類型危急值預(yù)警的患者。

1.4 研究方法

1.4.1 資料收集 記錄患者年齡、癥狀、心率、危急值響應(yīng)時(shí)間、心電數(shù)據(jù)等。其中患者出現(xiàn)癥狀后使用穿戴設(shè)備采集心電圖上傳至評(píng)估醫(yī)生診斷心電圖的時(shí)間為心電圖診斷評(píng)估用時(shí)，審核醫(yī)生完成審核并反饋?zhàn)罱K診斷的時(shí)間為心電圖診斷審核用時(shí)。并對(duì)危急值預(yù)警的患者進(jìn)行后續(xù)隨訪，記錄就診醫(yī)院的臨床診斷。

1.4.2 研究?jī)?nèi)容 由兩名資深心內(nèi)科醫(yī)生對(duì)危急值預(yù)警心電圖資料進(jìn)行匯總，分析STEMI患者的基本特點(diǎn)、危急值響應(yīng)時(shí)間、臨床確診STEMI病例的主訴等數(shù)據(jù)。以臨床確診STEMI為金標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)計(jì)院前穿戴設(shè)備AI智能診斷STEMI、院前穿戴設(shè)備人工判讀STEMI的診斷結(jié)果，并計(jì)算敏感性、特異性、陽性預(yù)測(cè)值、陰性預(yù)測(cè)值、診斷符合率。

1.4.3 院前穿戴設(shè)備AI智能診斷STEMI 本研究團(tuán)隊(duì)前期基于DenseNet（密集連接型網(wǎng)絡(luò)）的心電數(shù)據(jù)構(gòu)建穿戴設(shè)備STEMI的心電智能診斷模型［24,25］，將穿戴設(shè)備危急值預(yù)警的原始心電資料使用STEMI的智能診斷模型進(jìn)行AI智能診斷。所有的原始心電資料均為二進(jìn)制心電數(shù)據(jù)（北京心韻恒安醫(yī)療科技有限公司）。

1.4.4 院前穿戴心電圖人工判讀STEMI 由兩名經(jīng)驗(yàn)豐富的心內(nèi)科臨床醫(yī)生分析院前使用穿戴心電設(shè)備并危急值預(yù)警的心電圖數(shù)據(jù)，根據(jù)第四版“全球心肌梗死定義”［26］的STEMI心電圖特點(diǎn)“至少2個(gè)相鄰導(dǎo)聯(lián)J 點(diǎn)后新出現(xiàn)ST段弓背向上抬高V2-V3導(dǎo)聯(lián)≥0.25 mV（＜40歲，男性）、≥0.2 mV（≥40歲，男性）或≥0.15 mV（女性），其他相鄰胸導(dǎo)或肢體導(dǎo)聯(lián)≥0.1 mV、伴或不伴病理性Q波、R波減低”人工判讀心電圖為STEMI。急性心肌梗死實(shí)例（圖1）。

圖1 急性心肌梗死穿戴式心電圖實(shí)例Fig.1 Arepresentative ECG of acute myocardial infarction recorded by a wearable ECG device.

1.4.5 院內(nèi)臨床確診STEMI的標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)患者心電圖危急值預(yù)警情況，對(duì)預(yù)警后的患者進(jìn)行兩次隨訪，并根據(jù)第四版“全球心肌梗死定義”標(biāo)準(zhǔn)［26］，結(jié)合患者的癥狀、心電圖及入院后的心肌損傷標(biāo)志物、影像學(xué)檢查等做出STEMI的臨床診斷。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用SPSS 20.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)數(shù)資料用率進(jìn)行描述；計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示；分類變量用卡方檢驗(yàn)進(jìn)行分析。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 STEMI患者的基本情況

共收集院前危急值ST改變心電圖資料共441例，年齡60.16±14.68歲，心率為84.97±32.86次/min。院前穿戴心電圖醫(yī)生判讀為STEMI的患者共89例，其中線上預(yù)警后于醫(yī)院就診的患者共58例，轉(zhuǎn)診率為65.17%，43例臨床確診STEMI（圖2）。

圖2 STEMI患者的基本情況Fig.2 General information of the patients with STEMI.

2.2 院內(nèi)臨床確診STEMI的平均響應(yīng)時(shí)間及上傳特點(diǎn)

43例臨床確診STEMI患者的心電圖診斷評(píng)估平均用時(shí)為153.02 s，心電圖診斷審核平均用時(shí)為178.06 s。43例均來自于院外采集，其中37例（86.04%）來自于基層診所等，6例（13.95%）來源于自行居家采集。

43 例臨床確診STEMI 心電圖定位：高側(cè)壁3 例（7%），前間壁8例（18%），前壁9例（21%），廣泛前壁2例（5%），下壁21例（49%）（圖3）。

圖3 43例臨床確診STEMI的定位構(gòu)成Fig.3 Sites of myocardial infarction in 43 cases of clinically diagnosed STEMI.

2.3 臨床確診STEMI患者的主訴分析

43例院內(nèi)臨床確診STEMI的患者中主訴主要以胸悶、胸痛為主，同時(shí)大汗、乏力、呼吸困難、心悸、心慌、乏力等不適較為常見。但仍有14.0%的STEMI的患者無特殊不適主訴（表1）。

表1 臨床確診STEMI被檢者主訴情況Tab.1 Complaints of the patients with clinically diagnosed STEMI

2.4 院前穿戴設(shè)備AI智能判讀STEMI的結(jié)果

以院內(nèi)臨床確診STEMI為金標(biāo)準(zhǔn)，12導(dǎo)聯(lián)穿戴心電設(shè)備院前心電圖AI診斷情況如下：院前穿戴心電圖AI判讀STEMI的患者共74例，臨床確診STEMI的患者共43 例，院前穿戴心電圖AI 判讀的敏感性為88.37%，特異性79.31%，陽性預(yù)測(cè)值51.35%，陰性預(yù)測(cè)值96.50%，診斷符合率81.11%（表2）。

表2 院前穿戴心電圖AI判讀STEMI的結(jié)果Tab.2 Results of pre-hospitalAI diagnosis of STEMI by wearable ECG device

2.5 院前穿戴心電圖人工判讀STEMI的結(jié)果

以院內(nèi)臨床確診的STEMI為金標(biāo)準(zhǔn)，院前穿戴心電圖人工判讀急性心肌梗死情況如下：院前穿戴心電圖人工判讀STEMI的患者共89例，其中58例前往醫(yī)院就診，院內(nèi)臨床確診STEMI的患者共43例，院前穿戴心電圖醫(yī)生判讀STEMI的敏感度為100%，特異性91.38%，陽性預(yù)測(cè)值74.14%，陰性預(yù)測(cè)值100%，診斷符合率93.08%（表3）。

表3 院前穿戴心電圖人工判讀STEMI的結(jié)果Tab.3 Results of pre-hospital physician diagnosis of STEMI based on ECG from wearable ECG device

3 討論

心電圖在急性STEMI的診斷治療中具有重要的價(jià)值。在目前急性心肌梗死救治體系下，院內(nèi)救治時(shí)間已經(jīng)很短，但院外延誤時(shí)間較長(zhǎng)，主要原因之一可能為基層診所、家庭等院外環(huán)境缺乏易用可靠的心電圖設(shè)備［10,27,28］，從而無法及時(shí)診斷心梗并盡快就醫(yī)隨著科技的日益進(jìn)步及人工智能的迅猛發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了院外心電圖與上級(jí)醫(yī)院之間的心電圖傳輸和診斷，使心血管疾病的院前診斷及轉(zhuǎn)運(yùn)成為了可能［19,29,30］。本團(tuán)隊(duì)前期研究顯示，穿戴12導(dǎo)聯(lián)心電設(shè)備與標(biāo)準(zhǔn)12導(dǎo)聯(lián)心電設(shè)備在診斷急性冠脈綜合征中相比，心電圖具體測(cè)量值有細(xì)微的差異，但ACS的定性診斷有很高的準(zhǔn)確性［31］。本研究使用穿戴十二導(dǎo)聯(lián)穿戴心電設(shè)備，共檢出ST改變危急值441例，其中院前穿戴心電圖醫(yī)生判讀為STEMI共89例，線上預(yù)警后于醫(yī)院就診的患者58例，轉(zhuǎn)診率為65.17%，就診后臨床確診STEMI的患者共43例。12導(dǎo)聯(lián)穿戴心電設(shè)備的使用實(shí)現(xiàn)了STEMI的院前診斷及遠(yuǎn)程就醫(yī)指導(dǎo)。

本研究使用12 導(dǎo)聯(lián)穿戴設(shè)備院前采集心電圖，86.04%來源于基層診所，13.95%來源于自行居家采集，并分析了心電圖診斷評(píng)估平均用時(shí)為153.02 s，心電圖診斷審核平均用時(shí)為178.06 s，心電圖上傳至診斷審核平均用時(shí)為331.62 s。利用穿戴設(shè)備，患者可在癥狀發(fā)作后于基層診所或自行在家行心電圖檢查，STEMI響應(yīng)時(shí)間快，不受時(shí)間、場(chǎng)景限制就能快速獲取STEMI的診斷，使患者能及時(shí)有效的進(jìn)行院前轉(zhuǎn)運(yùn)至具有PCI能力的醫(yī)院，避免因患者對(duì)心梗的認(rèn)識(shí)不足或是轉(zhuǎn)運(yùn)至非PCI醫(yī)院造成院前延誤，優(yōu)化院前轉(zhuǎn)運(yùn)流程，做到繞行急診，減少心肌缺血時(shí)間。

目前已有的穿戴心電設(shè)備，絕大多數(shù)為單導(dǎo)聯(lián)或模擬多導(dǎo)聯(lián)心電圖，再診斷STEMI中存在不足。本研究使用已構(gòu)建并驗(yàn)證的STEMI的12導(dǎo)聯(lián)穿戴設(shè)備AI智能診斷模型，初步實(shí)現(xiàn)了STEMI患者心電圖的自動(dòng)篩查、快速診斷及預(yù)警。本研究以臨床確診的STEMI病例為金標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)院前穿戴心電設(shè)備AI智能診斷STEMI和院前穿戴心電圖人工判讀STEMI兩種不同診斷方式進(jìn)行比較，兩種方式診斷STEMI 的敏感度分別為88.37%、100%、，特異度為79.31%、91.38%，較他人研究發(fā)表的Apple Watch單導(dǎo)聯(lián)心電圖識(shí)別ST-T改變敏感度為34%，Q波異常的敏感性為7%均明顯增高［15］。由于急性心梗診治關(guān)乎生命，漏診會(huì)造成嚴(yán)重后果，因此，院前診斷主要是篩查，對(duì)靈敏度的要求相對(duì)更高。目前穿戴設(shè)備AI智能診斷STEMI的敏感度為88.37%，仍存在不足，而經(jīng)過臨床醫(yī)生心電圖審核，穿戴設(shè)備人工判讀STEMI的敏感度為100%，可以實(shí)現(xiàn)快速院前篩查并診斷急性心肌梗死，避免因漏診延誤心?；颊叩脑\斷及救治。

本研究院前穿戴心電圖人工判讀STEMI病例的假陽性率為8.62%，造成假陽性的部分原因是假陽性的患者中有5例為變異性心絞痛。發(fā)作時(shí)心電圖是診斷變異性心絞痛的重要依據(jù)，由于變異心絞痛多在凌晨發(fā)作的特點(diǎn)及發(fā)作具體時(shí)間的不確定性，患者行常規(guī)心電圖檢查時(shí)心電圖可能恢復(fù)正常，即使記錄48 h長(zhǎng)程心電圖，能捕捉發(fā)作的概率也僅為20%～30%［32-34］。本研究中5例患者心電圖顯示ST段抬高，但臨床酶學(xué)檢查及冠脈造影排除了STEMI，提示12導(dǎo)聯(lián)穿戴心電圖設(shè)備可在患者癥狀發(fā)作時(shí)及時(shí)采集心電圖，在提高變異性心絞痛的檢出率方面有重要的意義。

本研究存在一定局限性：本研究納入的研究患者的數(shù)量相對(duì)較少，有待納入更多的樣本量進(jìn)行分析，并針對(duì)不同類型心梗患者進(jìn)行分析，進(jìn)一步提高12導(dǎo)聯(lián)穿戴心電設(shè)備對(duì)不同類型急性心肌梗死的診斷價(jià)值。本研究院前穿戴心電設(shè)備人工判讀STEMI仍有5例為變異性心絞痛的患者，存在假陽性結(jié)果，需進(jìn)一步結(jié)合臨床因素進(jìn)行分析。本研究只針對(duì)單份穿戴設(shè)備采集的心電圖進(jìn)行了分析，但STEMI患者的病情變化是一個(gè)動(dòng)態(tài)、連續(xù)的過程，動(dòng)態(tài)、多次記錄患者心電圖變化進(jìn)行前后比對(duì)，可以進(jìn)一步提高診斷的準(zhǔn)確性。

12導(dǎo)聯(lián)穿戴心電設(shè)備操作簡(jiǎn)單，可以在癥狀發(fā)作第一時(shí)間獲取診斷級(jí)別STEMI的心電圖數(shù)據(jù)；同時(shí)，基于12導(dǎo)聯(lián)穿戴心電設(shè)備對(duì)于急性STEMI，無論是人工診斷還是AI診斷準(zhǔn)確率均很高。因此，在基層診所、家庭等醫(yī)院外場(chǎng)景應(yīng)用12導(dǎo)聯(lián)穿戴心電設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)急性心肌梗死的快速篩查及早期診斷，有利于急性心肌梗死患者及時(shí)就診或轉(zhuǎn)運(yùn)，對(duì)于優(yōu)化STEMI救治流程、提高救治有效率具有較高的應(yīng)用價(jià)值，對(duì)于建立更高效的急性ST段抬高性心肌梗死院前診療模式具有重要意義。