远程心电网络监测的临床应用研究进展

2016-01-23程玲王兆霞张会君

中国心血管病研究 2016年2期

关键词：心电监护心电心电图

程玲王兆霞张会君

综述

远程心电网络监测的临床应用研究进展

程玲王兆霞张会君

远程医疗；心电网络；心血管疾病；监测

心脏病患者发病具有突发性和短暂性，发病时间往往只有几秒钟至几分钟，时间极短。传统心电图（ECG）只能通过抓捕的形式，仅显示患者10秒的心电图，相对于心脏病本身突发性、间歇性、短暂性和致命性的特点，使传统ECG具有较高的心律失常漏检率。ECG仪器体型笨重，监测数据无法连接医院的HIS网，无法自动进行心电图整合，无法纳入电子健康管理档案，并且诊断结果也只能进行回归性分析。显然，传统心电图监护仪无法满足患者病发时心电参数监测和医疗资源信息化的要求。便携式心电监护仪能对患者的心电图等生理参数进行可移动式的长时间实时检测、存储、分析处理及信号远程传输，能够提高诊断的准确性，具有易存储性、再获取和再分析性，为患者疾病预报和及时抢救提供重要诊断依据[1-3]。

20世纪80年代，计算机技术、多媒体技术、网络技术及数据压缩技术等迅猛发展，为远程心电监测奠定了坚实的基础。世界各国的学者纷纷就如何有效提高远程心电图传输的距离、安全性、速率、抗干扰能力、容量，进行了大量的研究和报道，使同步心电网络不断趋于完善，同时应用范围和意义也不断加大，如院前急救、长期家庭护理等[4-7]。随着信息科学技术快速地深入医疗领域，尤其是云计算、互联网、物联网技术的兴起及发展，以LIS、HIS、PACS为核心的医疗系统实现了医疗数据的基础化、电子信息化、数字化，以及医疗信息实现共享，为临床诊疗提供了重要支持[8]。20世纪90年代以来，英、美等发达国家为提高医疗技术水平，实现信息的数字化，投入巨资进行远程心电监测信息技术的开发研究与管理维护，远程心电监测已逐渐成为社会的热点问题。2009年，ACC/AHA/HRS颁布了《心电图标准化与解析建议国际指南》，心电网络技术的临床应用日臻完善。

远程心电监测根据传输方式可以分为电话传输、无线传输、网络传输、线路传输、物联网传输；根据适用范围可以分为医院、院前急救、社区、农村、家庭、养老院、学校；根据所用仪器可分为床边监测心电图、遥控监测心电图、动态心电图和电话传输心电图等；根据监测距离的远近可分为医院内监测心电图和院外监测心电图。从发展的历程来看，远程心电监测主要有以下几类：Holter系统、TTM心电监护系统、网络远程心电监护系统、移动通信技术远程心电监护系统。从心电图监测方法来看，远程心电监测主要有以下几类：单导、双导、3导、12导。从心电监测的使用目的来看，远程心电监测主要有以下几类：临床监护医用动态心电图、家庭便携式记录仪和实时远程监护系统。远程心电监测为临床医生的诊断提供了更全面的心电数据，为精确的诊断提供了重要的依据。

1 远程心电网络监测的临床应用

1.1 国外的临床应用 1906年，Einboven通过一根电话线成功传输了ECG信号。但是，电话远程传送的心电监护（transtelephonic ECG monitoring，TTM）真正用于临床始于20世纪70年代。1976年，德国Maier[9]通过电话线，完成了3导联心电图由医院对医院的远程传输。最初的电话传输使用范围较局限，主要在指定的医疗中心、偏远咨询中心或者同一系统的医院，有效降低了医院的医疗资源消耗，大大节约了就诊时间，提高了诊断和对症处理问题的能力。但是其显著的缺点是心电信号传输的音频模拟信号易受干扰，且不兼容数字通信网络；容量较小，不能记录过多数据，操作也较为复杂；心电图诊断的符合率较低。

20世纪90年代早期，远程心电监测第一次进行了信息交流、编码、存储的规范化和信号的数字化尝试，也就是说远程心电监测进入了网络时代[10]。此后，远程心电技术从电话传输向有线网络传输不断发展[11]。2003年希腊学者Kyriacou等[12]为解决急救医疗，农村、家庭远程心电监测的问题，设计了一款具有多功能远程保健的医疗系统，该系统在3个国家进行了临床验证，并且制定了统一标准的使用协定。与电话传输相比，有线网络能解决其容量小的问题，可以同时记录多个患者，增强了医疗服务能力，同时，有线网络传输的范围也得到了扩大。但是，其缺点是由于有线网络各种接入方式和数据传输的速度，导致传输的可靠性无法保证；同时，由于是有线网络，患者的活动范围也局限。

2014年以来，蓝牙技术、GPRS技术、CDMA技术等无线网络迅猛发展，远程心电在世界各地的医院与医院、农村、欠发达地区，甚至在家里之间的信号传输技术不断取得进步，给心血管疾病的救治带来了巨大成功，如英国[13]、韩国[14]、泰国[15]、美国[16,17]、意大利[18]。泰国学者 Tanantong等[15]介绍了一款连续便携式无线心电监护记录系统，可以根据被监测者心律失常时的状态自动分类，即MITBIH（DS1）、BSN（DS2、DS3）分别对佩戴 Holter状态、日常活动状态、使用模拟器状态进行描记，并且分别记录多个时间点的心电图，研究表明心电图准确性高达99.04%，具有高灵敏度，错误的报警率从14.17%降低到8.65%。无线网络技术各具优点。蓝牙技术具有支持一对一和一对多的通信，USB、UART等多种接口，低功耗的优点；GPRS技术传输速度快，按流量计费，适合频繁、大量、突发的传输远程心电监测的数据，同时由于稳定性好、通讯方便、操作方便，用户可以通过便携式的心电监护仪完成数据的采集和传输，适合在医院和家庭等范围，尤其适合家庭远程心电监测；CMDA技术具有定位功能并且有自动报警的功能，适合于城市密集地区的使用。虽然无线网络技术具有多种优点，但是由于其高花费，传输的可靠性、辅助人员的心电图专业知识的掌握不充分等原因，其广泛应用仍有待进一步完善。

1.2 国内的临床应用与发达国家相比，我国医疗资源总量呈现相对匮乏、资源分布不平衡的特点。三级医院重点分布在大城市，而在人口总数占大多数的县乡镇村等地方，医疗水平较低下，有许多因病情延误而带来的不必要损失，使社会处于一种“看病难、看病贵”的状态。资源的不合理分布，造成了大城市床位紧缺，小城市严重浪费的现象。并且随着中国社会城市化进程的推进，空巢老人的数量不断增多，生命健康安全隐患也增大。由此可见，远程心电监测是一种有效医疗手段与方式，其在国内外均有着广阔发展空间和市场潜力。但是与国外相比，由于缺少平台和管理等原因，该项技术在我国暂时都处于推广期，其向社会普及还有待进一步的发展。

远程心电电话传输的临床研究报道最早见于福建省老年医院柯文沅和福建省立医院于1996进行的联合报道[19]。通过电话传输，实现了院间合作，对院外患者全方位监测，抗干扰能力强，

武汉亚洲心脏病医院[20]于2006年在全国首先施行了12导远程心电网络监测系统；随后，北京协和医院、上海交通大学附属广济医院[21]、中国人民解放军总医院[22]等相继开展了远程心电网络。2006年，亚洲心脏病医院开始在院内布署医疗WiFi网络，采用MEMRS-ECG心电网络系统、MECG-200型手持式心电检查仪，采样速度高达1000点，采集精度高达24位，有效剔除非心电性噪音信号，使远程无线心电图覆盖各病房，成为国内首家实现全面“心电网络解决方案”，并且以心功能科为中心建立“数字化心电图网络诊断平台”的医院。该网络做到了真正的标准同步12导联心电，可以实时显示、记录心电波形并任意回放，大大提高了检查的速度、诊断的精确度、心电图的存储量。西京医院[23]于2010在院内施行心电网络，提高了诊断的精确度，有效实现了信息院内共享，并且顺利完成了心电信息的网络化、集成化、集中存储。

鉴于院内远程心电监测的成功应用，2009年开始逐渐有学者将该种模式应用于院前急救。可能由于急救设备要求的特殊性导致此类研究缺乏，目前主要涉及无线网络和智能手机这两种传输方式。如2009年，安铁峰等[24]报道北京市急救中心救治的200名患者，在院前急救时采用车载监护仪进行十二导心电图检查，无线网络传输至本院服务器。研究表明，远程心电监测能有效缩短患者得到救治的时间，使院内与院前急救无缝衔接成为可能。

大多数农村医疗站配备了心电图仪，虽然配备的心电图仪多带有自动诊断系统，但农村医生大多资历有限，针对复杂的心电图很难诊断正确，容易延误患者的病情，因此需要利用远程心电监测对诊断为异常的心电图重新确诊。从2011年开始，逐渐有学者进行农村远程心电网络临床应用的研究。农村心电网络使双向转诊变成可能，为农村医院提供了专业的诊断和治疗方案，提高了农村就医的质量，减少了人力资源，降低了农村医务人员的劳动强度，优化了医疗资源的配置，从根本上解决了农村“就医难，就医贵”的问题。

家庭远程心电网络监测最早使用的便携式心电监护仪是Holter。该仪器的心电信息存在移动存储器中，将数据送到医院耗费时间，可能会错过最佳治疗时间。目前，便携式心电监护仪已经可以实现心电图的实时和同步传输，逐渐成为家庭远程心电网络诊断心血管疾病的重要设备。它具有小体积、低功耗、易携带、轻质量、功能完善等特点，同时该仪器能够实时、准确地对ECG信号进行动态的采集、存储、分析、处理和传输。其传输方式包括有线传输和无线传输。后者能够增强设备的灵活性，减少限制，减轻携带完整装置给生活带来的不便[25]。杨斌等[26]于2014年使用青岛海信集团医疗电子研究所与青岛大学医院黄岛院区共同研制的一款4导联家用便携式心电监护仪对心血管疾病高危人群的心律失常进行分析，结果表明该方法是一种有效的心血管疾病筛查手段。此种心电监护仪不是使用12导联心电图，因此适合在普通人群中进行心律失常的筛查。

未来便携式心电监护仪的发展趋势主要表现在以下方面：①进一步提高便携灵活性；②提高运算速度；③增强交互能力；④增加存储容量；⑤降低功耗；⑥网络化与智能化。

2 远程心电网络监测需要规范化的问题

远程心电网络给医生、患者带来了便捷和高效的就医过程，有效节约了社会资源，但是同时存在一些问题。

所有的数据信息化，存在信息窃取的危险性，因此相关部门和机构应该建立保护患者隐私、健全预防和处置医疗纠纷的规章制度和法律法规[27]。

系统的维护工作如硬件和软件系统的售后。

心电网络系统规范化，主要有：①规范统一的数据传输、存储标准；②心电波形达到国际标准并且符合医疗规范，能自动诊断；③根据统一要求，结合医院基础设施设计平衡合理的架构方案；④实现数据共享，建立有效的区域平台。

3 远程心电网络监测的研究展望

心血管疾病在国内的发病率不断上升[28]，其致死率也不断上升[29]。如何高效、快速地诊断心血管病病及时治疗相当关键。但是，传统心电图只能通过抓捕的形式，仅显示患者10秒的心电图，相对于心脏病本身突发性、间歇性、短暂性和致命性的特点，使传统ECG具有较高的心律失常漏检率。远程心电网络监测实施使心电信息的传输更加快捷和便捷，心电专家的心电诊断有效提高了异常心电图的检出率，并且有效降低了病死率；无线传输极大地减少了传统心电图机热敏打印纸的使用，有效地减少了医务工作者的工作量。

远程心电网络已经在医院、院前急救、社区、农村得到一定的应用，接下来在学校、养老院等地方的应用应该逐步向国外学习，进行进一步的研究和探讨。现在的心电网络系统为三级式，即一个省级三级核心医院，多个市级二级医院、多个社区卫生服务站和农村医疗站，最基层的是个人、家庭。今后可以试图增加多个核心医院，形成一个更大的网络圈，使医疗资源共享达到最大化。

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The review of clinical application of remote ECG network monitoring