贴式可穿戴动态心电记录分析系统对心律失常检测的有效性和安全性研究

吴嘉慧，张筑欣，王建旗，金泽宁，戴雯莉，管宇，田俊萍，蒋超，黎旭，贾长琪，胡荣，杜昕，董建增，马长生

很多心律失常突然发作，且持续时间短暂，给临床诊断带来挑战，且与卒中、死亡等不良事件有关[1,2]。在20世纪40年代末引入的24 h动态心电图仪（Holter）是应用最为广泛的检测心律失常的方法，但该方法诊断率仍然较低（15%～40%）[3-5]，并且，在许多有症状的心律失常的患者中，24 h较短时间的Holter检查未能检测到最主要的心律失常[6]。此外，该检查方法对房颤的敏感性较低，导致亚临床房颤的发病率和死亡率被低估，尽管植入式心电事件记录仪可增加检出率，但有创操作增加了感染等并发症，且仍有超过25%的患者无法在症状发作期间激活他们的设备记录事件[7-10]，昂贵的手术费用使其推广陷入困境。目前国内外已有长程无创贴片式心电记录仪应用于检测心律失常[11]，证实了此种设备在日常临床实践中的实用性。

贴式可穿戴动态心电记录分析系统（心谱贴）是由北京康博众联电子科技有限公司研发生产的单导联轻量级动态心电记录分析设备，该设备具有防水性能且是完全无线的，即没有任何外部引线，最大程度减少了对患者日常活动的干扰。贴式可穿戴动态心电记录分析系统是多功能的，可在非卧床环境中用作24 h或长期（最长连续7 d）的心电记录与分析。该设备放置在患者胸部的左上象限，可将数据通过无线移动网络传输到服务器，动态心电检查完成后，数据将存储在服务器端并完成自动分析，可供医生通过网络随时进行审核与查询浏览。本研究的目的是比较这种新型贴式可穿戴动态心电记录分析系统相对于传统24 h Holter进行心律失常分析诊断的准确性及评估该技术的可行性和安全性。

1 资料与方法

1.1 入组对象临床资料2018年10月至2019年12月于北京安贞医院、北京天坛医院、北京同仁医院就诊，符合以下条件者入选本研究：①年龄18周岁及以上；②受试者被怀疑患有心律失常，监测是否发生心律失常事件对其有益；③受试者能够接受连续24 h的动态心电记录且可遵守试验用和对照用设备的使用注意事项；④受试者同意在未达到本试验终点前不参与其他临床试验；⑤受试者或其法定授权代表/监护人能够理解临床试验的目的，自愿参加并签署知情同意书。排除标准：①对试验用或对照用设备的任何组件有皮肤过敏史的患者；②正在接受心脏起搏治疗的患者；③在监测期间可能接受或需要体外心脏电复律/电除颤的患者；④在监测期间可能暴露于高频手术设备的患者；⑤入组前结束其他药物或医疗设备临床试验不足30 d的患者；⑥研究者判断不适合参加本临床试验的患者。本试验分别通过上述医院伦理委员会批准，患者在试验前签署知情同意书。

1.2 研究设计本试验为配对设计的诊断试验，以传统24 h动态心电图为对照，同一受试者同时采用试验设备和对照设备（作为金标准）进行辅助诊断，以敏感性为主要有效性指标，比较两种设备的心律失常事件检出数并计算敏感性，以敏感性双侧95%置信区间下限不低于85%为等效性标准。

1.3 试验仪器与数据采集试验组为贴式可穿戴动态心电记录分析系统，型号规格CP-01；对照组为西安蓝港数字医疗科技股份有限公司的24 h动态心电图记录与分析系统，型号规格HS-3S3。贴式可穿戴动态心电记录分析系统由记录仪、App软件和心电记录分析服务器软件组成。记录仪通过3M贴片固定于胸前，通过App软件将采集到的数据传送到服务器软件进行分析。两组患者均同时记录24 h心电图进行比较分析。

1.4 有效性和安全性评价主要有效性评价指标：试验设备敏感性。根据试验用设备和对照用设备各自佩戴时间内各类心律失常事件检出数：室上心动过速（连续≥3跳）、室性心动过速（连续≥4跳）、心房颤动/心房扑动（持续≥1 min）、心脏停搏（≥3 s）、室上性早搏（累计≥10 000跳）、室性早搏（累计≥10 000跳）。以对照用设备为金标准，计算试验用设备的敏感性。次要有效性评价指标：①佩戴舒适程度，比较受试者对两组设备舒适程度问卷得分；②受试者对试验用和对照用设备的偏好程度，比较受试者对两组设备偏好率；③试验用和对照用设备心电图波形的一致率。在每位受试者的试验用设备报告及对照用设备报告中，随机挑选相同的35 s波段，对照两段心电图波形是否相似，根据对随机抽取的波形判断结果，统计一致数和不一致数，计算波形一致率。安全性指标：安全性评价指标为研究期间各种不良事件的发生次数，包括不良事件（佩戴处皮肤红斑、水肿、痛感）和严重不良事件。

1.5 统计学方法采用SPSS 22.0软件进行统计学分析。呈正态分布的计量资料以均数±标准差表示，采用独立样本t检验进行组间比较；不符合正态分布的计量资料以中位数表示，采用非参数检验进行组间比较。计数资料以频数或百分率表示，采用卡方检验进行组间比较。P＜0.05为差异有统计学意义。符合方案集定义为符合入选标准、不符合排除标准，对照设备和试验设备均得到24 h心电记录分析数据的病例集合。

2 结果

2.1 受试者一般资料本试验共入组115例受试者入组，其中1例入组后提前退出未获得任何数据，所有数据集中剔除；1例对照组未获得心电记录分析数据，从全分析集和符合方案集中剔除，但在安全性分析集中保留；1例对照器械电极片中途脱落、3例试验和对照器械均未戴满24 h而获得部分心电记录分析数据，纳入全分析集，但从符合方案集中剔除。故安全性分析集共114例，全分析集共113例，符合方案集109例。在安全性分析集114例患者中，男性65例（57.0%），女性49例（43.0%），平均年龄63.5±14.4岁，最小年龄21岁，最大年龄90岁。

2.2 有效性评价

2.2.1 主要有效性评价在全分析集中，对照设备（金标准）共检出所有113例受试者6类心律失常事件110次，试验设备对应检出109次，漏检1次。试验设备的敏感性（真阳性率）为109/110=99.09%。Wilson区间估计95%CI为（95.03%，99.84%）。6类心律失常的具体检出统计结果见表1。在符合方案集中，对照设备（作为金标准）共检出所有109例受试者6类心律失常事件108次，试验设备对应检出107次，漏检1次。试验设备的敏感性（真阳性率）为107/108=99.07%。Wilson区间估计95%CI为（94.94%，99.84%）。按照研究方案中的试验设备敏感性不低于85%的标准，本研究中的试验设备敏感性双侧95%CI下限，在全分析集和符合方案集中分别为95.03%和94.94%，均高于标准值85%，可以判定主要有效性指标符合等效性标准。

表1 全分析集患者中两组设备6类心律失常的检出率

2.2.2 次要有效性评价次要有效性指标评价基于符合方案集109例患者。佩戴舒适程度：试验组平均舒适程度评分为4.96分，对照组平均舒适程度评分为3.94分。与对照组相比，试验组佩戴舒适程度更好（P＜0.0001）。受试者对试验组和对照组设备的偏好程度：109 例受试者中，偏好试验组设备者77例，占比70.6%，偏好对照组设备者2例，占比1.8%，无偏好者（二者皆可）30例，占比27.5%，偏好实验组设备患者比例显著高于对照组（P＜0.0001）。试验组和对照组设备心电图波形的一致率：109例受试者波形中，“一致”101 例，占比92.7%，双侧95%CI为（87.8%，97.6%），心电图波形一致性较好。

2.3 安全性评价在本研究期间，所有受试者均未发生相关不良事件。

3 讨论

贴式可穿戴动态心电记录分析系统是一种无创、连续的动态心电记录分析设备，与传统的24h Holter相比更加轻便。90%以上患者认为该设备比24h Holter佩戴更舒适，且没有报告不良事件。 贴式可穿戴动态心电记录分析系统对患者和医生都更方便，其分析报告结果可以通过邮件、微信等互联网在线方式发送。此外，长达7 d的连续动态心电记录周期和心律失常自动分析，为心律失常的准确诊断提供了额外的优势。我们在本试验中证明了贴式可穿戴动态心电记录分析系统在临床试验期间内捕获心律失常的能力与传统的24h Holter具有相当的准确性。其他类似的设备已被证实在心律失常检测方面具有类似的有效性且是检测高危患者不良事件的有价值的工具[12-14]，这类设备对房颤的检测也有了改进[15]。

与其他现有的Holter动态心电设备不同，贴式可穿戴动态心电记录分析系统通过将实时心电数据传输到服务器端，并行心律失常自动分析，让临床医师通过网络在线审核、浏览和查看患者动态心电分析报告，提高临床诊断的效率，支持了基于互联网移动医疗的应用场景。

本研究旨在验证贴式可穿戴动态心电记录分析系统的准确性。虽然样本量和事件数较小，但通过标准的Holter设备对心电图进行了细致的比较，从而提高了分析的质量和结论的可靠性。我们的研究结果为这种无线可穿戴设备在协助患者诊断心律失常事件上的能力提供了依据，并证实了贴式可穿戴动态心电记录分析系统和传统Holter一样可以准确地检测到室上心动过速、室性心动过速、心房颤动/心房扑动、心脏停搏、室上性早搏和室性早搏。但仍需进一步的研究以证明应用此种可穿戴医疗器械的其他优势，如更长时间的连续记录与分析、实时在线自动心律失常分析等。

4 结论

贴式可穿戴动态心电记录分析系统可以安全有效地检测心律失常，可作为传统动态心电记录分析仪的替代方案，同时，由于比传统多导联形态的Holter佩戴更舒适，不影响患者的日常生活，显著提高了需要进行长程动态心电检查患者的依从性，基于移动互联网进行实时心电数据传输，以及数据在线自动分析与管理功能，也为各种移动医疗的应用场景提供了支持。