院前應(yīng)用散點(diǎn)圖初篩可穿戴單導(dǎo)聯(lián)遠(yuǎn)程心電監(jiān)測(cè)心律失常的研究

余新艷，趙瑞琴，彭軍，張曉娟，楊建云，張海澄

關(guān)于本研究您可以了解：

（1）本文著重于臨床實(shí)際應(yīng)用，解決了基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)在心血管疾病患者篩查和管理中的痛點(diǎn)，并且本研究探索出了適用于基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)的篩查心律失常的適宜的檢查設(shè)備和診斷技術(shù)。（2）散點(diǎn)圖與心電圖結(jié)合應(yīng)用可提升基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)對(duì)心血管疾病的防控能力，今后可以在基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用推廣。（3）但是，本研究未對(duì)檢查符合心電圖危急值的患者救治進(jìn)行分析，也未對(duì)患者的臨床病史及具體癥狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，需要在今后進(jìn)一步研究。

心律失常是心血管疾病常見的臨床表現(xiàn)，具體表現(xiàn)為心悸、頭暈、胸悶、心絞痛等癥狀，且部分患者會(huì)因疾病進(jìn)展出現(xiàn)暈厥、猝死。但多數(shù)患者為一過(guò)性或陣發(fā)性心律失常，并常在院外發(fā)生，患者就診時(shí)不適癥狀已消失［1-2］，導(dǎo)致臨床較難捕捉到發(fā)作時(shí)的心電信號(hào)進(jìn)而貽誤診斷，可能是心臟猝死的原因之一。研究證實(shí)，在院前應(yīng)用可穿戴單導(dǎo)聯(lián)遠(yuǎn)程心電設(shè)備，不但可提高心律失常的檢出率，還能準(zhǔn)確區(qū)分心律失常類型［3-7］。

散點(diǎn)圖是連續(xù)心電活動(dòng)的空間軌跡截面圖，其采用非線性混沌的方法學(xué)，根據(jù)不同RR間期序列關(guān)系形成特征性圖形。分析散點(diǎn)圖所代表的心律性質(zhì)，不但對(duì)于長(zhǎng)時(shí)程大樣本數(shù)據(jù)的分析有重要意義，而且可使心律失常的表現(xiàn)“圖像化”、“可視化”，診斷“簡(jiǎn)單化”［8］。因此將其應(yīng)用在院前可穿戴單導(dǎo)聯(lián)遠(yuǎn)程心電監(jiān)測(cè)中，不但可解決傳統(tǒng)心電檢查設(shè)備不能隨時(shí)隨地采集患者心律失常發(fā)作時(shí)心電信號(hào)的難題，還可實(shí)現(xiàn)基層醫(yī)生應(yīng)用散點(diǎn)圖初步診斷和遠(yuǎn)程心電診斷中心醫(yī)生確診的“互聯(lián)網(wǎng)+分級(jí)診療”模式。但目前國(guó)內(nèi)相關(guān)研究報(bào)道較少。本研究通過(guò)分析基層醫(yī)生應(yīng)用散點(diǎn)圖和遠(yuǎn)程心電診斷中心醫(yī)生分別應(yīng)用散點(diǎn)圖和散點(diǎn)圖結(jié)合心電圖對(duì)患者在院外佩戴可穿戴單導(dǎo)聯(lián)遠(yuǎn)程心電監(jiān)測(cè)設(shè)備采集的24 h動(dòng)態(tài)心電圖的診斷結(jié)果，探討散點(diǎn)圖在院外可穿戴單導(dǎo)聯(lián)遠(yuǎn)程心電監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用效果。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 選取2018年9月至2019年9月銀川市20家基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)，包括12家社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)站、5家社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心、3家鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院。就診的1 076例患者，有心悸、頭暈、胸悶、氣短等癥狀時(shí)，在院外佩戴可穿戴單導(dǎo)聯(lián)遠(yuǎn)程心電監(jiān)測(cè)設(shè)備〔成都信匯聚源科技有限公司，型號(hào)：SYNECCE30-1C，川械注準(zhǔn)：20182210026，設(shè)備體積：49 mm×35 mm×12 mm，重量：15 g，續(xù)航：＞72 h，存儲(chǔ)容量：72 h，數(shù)據(jù)傳輸藍(lán)牙：5.0（兼容4.x）〕，采集并實(shí)時(shí)上傳至云端的24 h動(dòng)態(tài)心電圖。A組為受過(guò)本研究組相應(yīng)培訓(xùn)的基層醫(yī)生依據(jù)散點(diǎn)圖的診斷，B組為醫(yī)生依據(jù)散點(diǎn)圖，診斷，C組為同一醫(yī)生依據(jù)散點(diǎn)圖結(jié)合心電圖的診斷。本研究獲得銀川市第一人民醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，研究對(duì)象對(duì)本次研究均知情同意且簽署知情同意書。

1.2 納入及排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）年齡≥18歲；（2）存在不明原因心悸、頭暈、黑朦、暈厥病史，但診斷不明確者；（3）有遺傳性心律失常家族史；（4）家族成員中有不明原因猝死者；（5）接受過(guò)心律失常治療手術(shù)（包括射頻消融及起搏器植入），需要進(jìn)行術(shù)后隨訪觀察者。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）臨床資料不全者；（2）不能有效完成監(jiān)測(cè)過(guò)程者；（3）不能使用智能手機(jī)者；（4）采集的心電圖質(zhì)量不符合動(dòng)態(tài)心電圖專家共識(shí)[9]。

1.3 可穿戴單導(dǎo)聯(lián)遠(yuǎn)程心電監(jiān)測(cè)設(shè)備使用方法 患者手機(jī)APP掃描設(shè)備上的二維碼與之連接后，將白色電極（RA）貼于右鎖骨中線與第二肋間的交點(diǎn)，黑色電極（RL）貼于右下腹作為參考點(diǎn)，紅線電極（LL）貼于左下腹，點(diǎn)擊手機(jī)APP的“開始測(cè)量”按鈕進(jìn)行測(cè)量，數(shù)據(jù)通過(guò)藍(lán)牙與手機(jī)APP相連，并通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)上傳至云端，24 h后點(diǎn)擊手機(jī)APP“停止測(cè)量”按鈕結(jié)束測(cè)量。

1.4 心電圖診斷流程 基層醫(yī)生從云端調(diào)取數(shù)據(jù)，依據(jù)散點(diǎn)圖初步診斷后，銀川市第一人民醫(yī)院遠(yuǎn)程心電診斷中心同一名醫(yī)生先依據(jù)散點(diǎn)圖快速診斷，再通過(guò)心電圖結(jié)合散點(diǎn)圖出具診斷報(bào)告。報(bào)告自動(dòng)存儲(chǔ)在云端，基層醫(yī)生和患者可隨時(shí)調(diào)閱。

1.5 觀察指標(biāo) （1）心律失常檢出率及檢出類型，心律失常診斷參照《2019 EHRA無(wú)癥狀性心律失常的管理專家共識(shí)》［10］。（2）心電散點(diǎn)圖診斷心律失常參考《心電散點(diǎn)圖》［11］。（3）心房顫動(dòng)診斷標(biāo)準(zhǔn)參考《2020ESC心房顫動(dòng)診斷與管理指南》［12］。（4）診斷一致性：指兩組對(duì)同一份心電圖判斷是否為心律失常的一致性。（5）診斷符合判斷標(biāo)準(zhǔn)：若兩組對(duì)同一份心電圖所有診斷完全一致，為診斷符合；若兩組中有一條診斷不一致，為診斷不符合。診斷符合率計(jì)算方法：診斷符合率=（兩組診斷一致的心電圖數(shù)量/心電圖總數(shù)）×100%。（6）A組和B組診斷心律失常的靈敏度、特異度、陰性預(yù)測(cè)值及陽(yáng)性預(yù)測(cè)值均以C組為金標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 運(yùn)用 SPSS 20.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料兩組間比較采用獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料用相對(duì)數(shù)表示，兩組間比較采用 χ2檢驗(yàn)；診斷一致性采用Kappa檢驗(yàn)。以 P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，以Kappa≥0.4為兩組數(shù)據(jù)具有一致性。

2 結(jié)果

2.1 三組心律失常檢出率、檢出類型分析 A組、B組、C組分別檢出心律失常心電圖870、874、941份，心律失常檢出率分別為80.9%、81.2%、87.5%；A組、B組和C組分別檢出14種心律失常類型1 301例次、14種心律失常類型1 323例次、15種心律失常類型1 647例次，其中分別檢出各類偶發(fā)期前收縮1 036例次、1 067例次、1 248例次。各組心律失常檢出率、檢出類型情況見表1。

表1 各組心律失常檢出類型及檢出率情況Table 1 Types，frequencies and prevalence of arrhythmias in the participants detected by approaches A，B and C

2.2 診斷一致性分析 A組和B組診斷具有強(qiáng)一致性〔Kappa=0.891，95%CI（0.711，1.071），P=0.617〕；B組和C組診斷具有強(qiáng)一致性〔Kappa=0.759，95%CI（0.489，1.029），P＜0.001〕；A組和C組診斷具有較強(qiáng)一致性〔Kappa=0.692，95%CI（0.392，0.992），P＜0.001〕。A、B、C組兩兩診斷一致性分析見表2～4。

表2 A組與B組診斷一致性分析（例）Table 2 Comparison of consistency between diagnostic results byapproaches A and B

表3 B組與C組診斷一致性分析（例）Table 3 Comparison of consistency between diagnostic results byapproaches B and C

表4 A組與C組診斷一致性分析（例）Table 4 Comparison of consistency between diagnostic results by approaches A and C

2.3 診斷符合率分析 A組與B組1 040份心電圖診斷一致，診斷符合率為96.7%；B組與C組1 007份心電圖診斷一致，診斷符合率為93.6%；A組與C組987份心電圖診斷一致，診斷符合率為91.7%。

2. 4 A組、B組診斷靈敏度、特異度、陰性預(yù)測(cè)值、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值 以C組為金標(biāo)準(zhǔn)，A組及B組診斷心律失常均具有高靈敏度、高特異度及高陽(yáng)性預(yù)測(cè)值，但陰性預(yù)測(cè)值均為中等，詳見表5。

表5 A組和B組靈敏度、特異度、陰性預(yù)測(cè)值、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值分析Table 5 Statistics of sensitivity，specificity，positive and negative predictive values of approaches A and B in diagnosing arrhythmias in the participants

2. 5 心房顫動(dòng)合并不同類型心律失常三組診斷情況分析 10份心電圖中，A組與B組診斷完全一致，但有3份心電圖在診斷類型上少于C組，分別為病例1、病例6、病例7。同一份心電圖中心房顫動(dòng)合并其他類型心律失常三組的診斷結(jié)果見表6。

表6 心房顫動(dòng)合并不同類型心律失常三組診斷結(jié)果對(duì)比Table 6 Atrial fibrillation complicated with different types of arrhythmias in the participants detected by approaches A，B and C

3 討論

散點(diǎn)圖主要用于觀察和研究非線性系統(tǒng)的演化規(guī)律，是定性和定量研究混沌現(xiàn)象的經(jīng)典方法學(xué)之一［13］。其突破性地將認(rèn)識(shí)心臟節(jié)律的視野從心電波形圖拓展至相空間（即表達(dá)時(shí)間序列的“虛擬空間”），用奇怪吸引子的截面圖直觀反映心電大數(shù)據(jù)中不同心律失常的診斷特征［14］，將只有專業(yè)心電圖診斷醫(yī)生才能看懂的復(fù)雜心電圖，轉(zhuǎn)化成非相關(guān)專業(yè)的臨床醫(yī)生及社區(qū)居民也能看懂的幾何圖形，因此受到了越來(lái)越多人的關(guān)注和認(rèn)可［15-18］。隨著我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深入發(fā)展和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，醫(yī)療服務(wù)已經(jīng)不再局限于醫(yī)護(hù)人員與患者之間“面對(duì)面”的服務(wù)，衍生出了以可穿戴移動(dòng)終端系統(tǒng)為支撐，遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)為載體的“互聯(lián)網(wǎng)+”新型醫(yī)療業(yè)務(wù)模式［19］。因此，今后患者居家應(yīng)用可穿戴心電監(jiān)測(cè)設(shè)備采集長(zhǎng)時(shí)程的心電數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至遠(yuǎn)程心電診斷中心從而實(shí)現(xiàn)專業(yè)診斷的模式必將成為趨勢(shì)和常態(tài)。屆時(shí)，將對(duì)海量心電信息的處理能力和診斷速度提出更高要求，而擅長(zhǎng)處理大數(shù)據(jù)心電信息又簡(jiǎn)單直觀的散點(diǎn)圖與可穿戴遠(yuǎn)程心電監(jiān)測(cè)將是最佳組合，可滿足患者持續(xù)增長(zhǎng)的快速準(zhǔn)確診斷的需求。

在本研究中，A組、B組、C組心律失常檢出率分別為80.9%、81.2%、87.5%。分析診斷一致性和符合率顯示，A組與B組診斷具有強(qiáng)一致性〔Kappa=0.891，95%CI（0.711，1.071），P=0.617〕，診斷符合率為96.7%。說(shuō)明基層醫(yī)生經(jīng)培訓(xùn)后應(yīng)用散點(diǎn)圖，與專業(yè)心電圖醫(yī)生應(yīng)用散點(diǎn)圖不但在發(fā)現(xiàn)心律失常上具有很強(qiáng)的一致性，并且在判斷同一份心電圖心律失常類型上也具有較高的符合率。C組與A組、B組在配對(duì)卡方檢驗(yàn)中均顯示心律失常檢出率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），提示在是否發(fā)現(xiàn)心律失常上，C組優(yōu)于A組和B組，這與散點(diǎn)圖的功能特點(diǎn)有關(guān)。散點(diǎn)圖診斷法以大數(shù)據(jù)量為基礎(chǔ)和優(yōu)勢(shì)，在相互關(guān)聯(lián)的海量數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)隱含于其中RR間期序列變化的規(guī)律，并通過(guò)AI技術(shù)在平面直角坐標(biāo)系中繪制成一枚幾何圖形進(jìn)行診斷的方法。但對(duì)于無(wú)RR間期序列變化的心律失常類型，無(wú)法以相鄰RR間期為橫、縱坐標(biāo)迭代作圖形成特征性的散點(diǎn)圖［20］；或有RR序列變換，但為短暫或偶發(fā)出現(xiàn)，也無(wú)法提取到足夠的散點(diǎn)參與作圖。因此在上述情況下，必須通過(guò)心電圖波形診斷。此在三組心律失常檢出類型中可以得到證實(shí)。

只依據(jù)散點(diǎn)圖診斷的 A 組和 B 組不但在心律失常檢出的類型上一致，并且在心律失常檢出的總數(shù)上也接近，但無(wú)論在檢出的類型和數(shù)量上均較 C 組少 （14 種1 301 例次；14 種 1 323 例次；15 種 1 647 例）。A 組和B組未檢出的心律失常類型為發(fā)生在希氏束以下，無(wú)RR間期節(jié)律變化的室內(nèi)傳導(dǎo)障礙。而A組和B組檢出數(shù)量明顯少于C組的為偶發(fā)期前收縮，及查閱心電圖后證實(shí)為出現(xiàn)次數(shù)少且持續(xù)時(shí)間短暫的有RR間期序列變化的心律失常類型，如房性心動(dòng)過(guò)速、室性心動(dòng)過(guò)速及二度Ⅱ型房室阻滯、二度Ⅱ型竇房傳導(dǎo)阻滯。

本研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)A組在心律失常病例檢出數(shù)量上低于B組，因此仍需加強(qiáng)對(duì)基層醫(yī)生的培訓(xùn)，避免漏診發(fā)生。同時(shí)研究團(tuán)隊(duì)也發(fā)現(xiàn)，只要同時(shí)具備“海量數(shù)據(jù)”的RR間期序列變化的心律失常，即使同在一份心電圖出現(xiàn)兩種及以上心律失常類型，基層醫(yī)生也能依據(jù)散點(diǎn)圖準(zhǔn)確診斷。

如在本研究中，檢出的10例心房顫動(dòng)均合并了其他類型的心律失常（10份心電圖散點(diǎn)圖圖形見圖1：1～10）。本研究團(tuán)隊(duì)分析三組10份心電圖的診斷結(jié)果發(fā)現(xiàn)，A組和B組的診斷完全一致。但對(duì)照兩組與C組的診斷發(fā)現(xiàn)，有3份心電圖在診斷類型上少于C組。通過(guò)回放心電圖查找原因：在病例1中，心房顫動(dòng)和房性心動(dòng)過(guò)速各只出現(xiàn)一次，且持續(xù)時(shí)間僅6 s和3 s，因此無(wú)法形成散點(diǎn)圖，見圖 2；病例6及病例7均為室內(nèi)差異性傳導(dǎo)未診斷出，室內(nèi)差異性傳導(dǎo)的寬QRS波群是經(jīng)房室結(jié)順傳心室后形成的，心房顫動(dòng)的扇形散點(diǎn)圖靠近坐標(biāo) X 軸的邊緣是電生理意義上的房室結(jié)功能不應(yīng)期 （AVNFRP）的界線［21-22］，因此全部經(jīng)房室結(jié)順傳心室的 RR 間期的散點(diǎn)均投影在心房顫動(dòng)的扇形散點(diǎn)之中不能被識(shí)別，只有在心電圖中發(fā)現(xiàn)寬QRS波群，再結(jié)合其對(duì)應(yīng)散點(diǎn)沿著 AVNFRP 分布才能診斷寬大QRS波群為室內(nèi)差異性傳導(dǎo)，見圖3。

圖1 心房顫動(dòng)合并其他類型心律失常心電圖的散點(diǎn)圖Figure 1 scatter plot of ECG of atrial fibrillation complicated with other types of arrhythmias

圖2 病例1對(duì)應(yīng)房性心動(dòng)過(guò)速及心房顫動(dòng)心電圖Figure 2 ECG of case 1 corresponding to atrial tachycardia and atrial fibrillation

圖3 病例6及病例7對(duì)應(yīng)心電圖片段Figure 3 corresponding ECG segments of cases 6 and 7

本研究為評(píng)估基層醫(yī)生應(yīng)用散點(diǎn)圖在院外進(jìn)行心律失常初篩的可行性，以C組為金標(biāo)準(zhǔn)，分析了A組診斷心律失常為高靈敏度（91.5%）和高特異度（93.3%），說(shuō)明基層醫(yī)生經(jīng)過(guò)培訓(xùn)后均能掌握并準(zhǔn)確應(yīng)用散點(diǎn)圖篩查心律失常。因此，散點(diǎn)圖是適合在院外推廣的高效、簡(jiǎn)單、實(shí)用的篩查心律失常的診斷技術(shù)。本研究發(fā)現(xiàn)，A組診斷心律失常具有高陽(yáng)性預(yù)測(cè)值（99.0%），陰性預(yù)測(cè)值卻為中等（61.2%）。為排除培訓(xùn)不到位所致的因素，本研究團(tuán)隊(duì)又分析了B組診斷心律失常的靈敏度（92.8%）、特異度（99.3%）、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值（99.9%）、陰性預(yù)測(cè)值（66.3%），得出了基本相似的結(jié)果。以上結(jié)果可能與散點(diǎn)圖必須具備“海量數(shù)據(jù)”和RR間期序列變化兩個(gè)要素作圖有關(guān)。因此在臨床工作中必須散點(diǎn)圖與心電圖相互結(jié)合分析，這樣才能在提高診斷效率的基礎(chǔ)上，避免漏診，并在解決疑難動(dòng)態(tài)心電圖上發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。

從以上統(tǒng)計(jì)分析可以看出，散點(diǎn)圖將海量的24 h動(dòng)態(tài)心電數(shù)據(jù)濃縮成一副直觀的幾何圖形，不但簡(jiǎn)化了24 h動(dòng)態(tài)心電圖的診斷，還降低了心律失常的診斷門檻，適合院前進(jìn)行可穿戴單導(dǎo)聯(lián)遠(yuǎn)程心電監(jiān)測(cè)初篩心律失常。該研究不但能提升基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)的服務(wù)能力，實(shí)現(xiàn)心律失常的早篩查、早發(fā)現(xiàn)，今后還可通過(guò)對(duì)社區(qū)居民進(jìn)行散點(diǎn)圖知識(shí)的普及，實(shí)現(xiàn)社區(qū)居民居家即可通過(guò)散點(diǎn)圖進(jìn)行心律失常自我快速篩查的目標(biāo)，以使社區(qū)居民主動(dòng)參與到自己的病情管理中。散點(diǎn)圖雖能依據(jù)圖的形態(tài)進(jìn)行定性，但不能一個(gè)不漏地辨識(shí)異位心搏，所以本研究利用“互聯(lián)網(wǎng)+”設(shè)計(jì)的診斷流程顯得尤為重要，可大幅降低漏診、誤診發(fā)生率。在實(shí)現(xiàn)診斷效率和質(zhì)量雙提升的同時(shí)，協(xié)助各級(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)建立起以可穿戴遠(yuǎn)程心電監(jiān)測(cè)技術(shù)為載體，以心電圖診斷醫(yī)生為指導(dǎo)，以基層醫(yī)生為核心，以散點(diǎn)圖為診斷手段的心律失?；颊咧鲃?dòng)篩查、診斷、干預(yù)的新型閉環(huán)管理模式。本研發(fā)團(tuán)隊(duì)今后一方面將繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)基層醫(yī)生的培訓(xùn)，并開展對(duì)社區(qū)居民的散點(diǎn)圖知識(shí)培訓(xùn)，另一方面將加強(qiáng)AI研發(fā)，實(shí)現(xiàn)AI自動(dòng)診斷及危急值預(yù)警，為今后大量可穿戴遠(yuǎn)程心電監(jiān)測(cè)設(shè)備的普及并廣泛應(yīng)用于院外的各個(gè)場(chǎng)景（基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)、居家場(chǎng)所、大型公共場(chǎng)所、學(xué)校、健身場(chǎng)館）打下基礎(chǔ)。

綜上所述，院前應(yīng)用散點(diǎn)圖初篩可穿戴單導(dǎo)聯(lián)遠(yuǎn)程心電監(jiān)測(cè)心律失常，可實(shí)現(xiàn)心律失常診療關(guān)口前移，并以此建立起由社區(qū)居民、基層全科醫(yī)生和遠(yuǎn)程心電診斷中心醫(yī)生共同參與的心律失常防治網(wǎng)。

作者貢獻(xiàn)：余新艷、張海澄進(jìn)行研究設(shè)計(jì)與實(shí)施、資料收集整理、撰寫論文并對(duì)文章整體負(fù)責(zé)；趙瑞琴、彭軍進(jìn)行研究實(shí)施、評(píng)估及資料收集；張曉娟、楊建云進(jìn)行文章的質(zhì)量控制及審校。

本文無(wú)利益沖突。