远程心电监测技术在冠心病患者应用中的研究进展

任鑫，张佳宇，张美霞

1.陕西中医药大学 护理学院，陕西 咸阳 712046；2.空军军医大学第一附属医院（西京医院） 护理处，陕西 西安 710032

引言

冠状动脉粥样硬化性心脏病简称冠心病，是由冠状动脉粥样性化病变引起的血管狭窄或堵塞，进而造成心肌缺血、缺氧或坏死[1]。根据统计，目前全国约有3.3 亿的心血管病患者，其中冠心病患者约有1100 万人，是心血管病发病率高的第二大原因[2]。随着人口老龄化和城市化的加快，冠心病患者发病率和死亡率逐年上升，且患者常常反复发病、反复入院，不但给人们的生活和健康带来极大的危害，而且给个人、卫生系统和国家带来了沉重的财政负担。2019 年中国心血管疾病的住院总费用超过1770 亿元，心肌梗死的住院总费用年增长速度为25.99%[2]。如何及时捕捉到冠心病患者的心电图异常并及时就诊，降低心脏病事件的风险已成为研究的热点。目前，临床上心电图和24 h 动态心电图实时性差、漏检率高，且出院后患者依从性低。远程心电监测作为远程医疗的一种模式，在院内外对冠心病早期评估、诊断和治疗方面起到了很大的作用。本文就远程心电监测在冠心病中的研究进展进行综述，以期为医护人员开展远程心电监测提供参考。

1 远程心电监测概述

远程心电监测通过现代通信、计算机、电子技术、网络技术实现患者心电数据的采集，由远程服务器传输到心电诊断中心，使医护人员对患者及时制定更精准的个性化指导，从而有效降低心血管事件的风险[3]。目前，远程心电监测技术已经成为慢病患者管理的首选方法[4]。

20 世纪初期，荷兰教授威廉· 爱因托芬（Willem Einthoven）被誉为“心电图之父”。1903 年，他首次将心电图通过1500 m 的电缆线传输出去，并成功创造了人体表面心电图的记录，从而发明了心电波形[5]。20 世纪40 年代，霍尔特（Holter）教授以其生物信息遥感技术的研究为基础，开发了心电图遥测装置和Holter 系统，大大提高了心电图的临床应用价值[6]。20 世纪70 年代，国外首次尝试在院外使用电话传输心电图系统。20 世纪90 年代，心电图系统被引入国内。随着科技的不断进步，无线传输技术应运而生。根据传输距离远近不同，无线通信技术可以分为长距离、短距离两种。在心电监测系统中，3G、4G 以及最新的5G 技术是长距离无线传输；蓝牙技术、ZigBee（又称“紫蜂”）以及Wi-Fi 技术是短距离无线通信技术[7]。

21 世纪初期，植入式心电监测设备逐渐引起我国学者的注意。2012 年董睿敏等[8]顺利完成我国首例植入式心电监测设备——第三代植入式Holter 在临床上的应用。2018 年国内研发了佩戴电极材料，从传统凝胶型更换为干性电极以及织物性电极[9]；有研究将传统的Ag/AgCI 电极与可穿戴服装结合在一起，且智柔贴片式心电仪采用高性能的柔性电子材料和单导联设计，使用时完全与人体贴合，均有效避免了长时间佩戴导致的皮肤过敏[10]。然而，由于植入式心电设备的有创操作，大大限制了该类技术在临床上的应用。

随着智能化技术的不断发展，远程心电监测技术逐渐发展为智能快速一体化的闭合体系——集长程采集、实时监测、自动预警和主动干预为一体[11]。常见的记录方式有单导联、3 导联及12 导联，其中单导联更多采用可穿戴式医疗设备进行数据采集，如苹果、华为和小米等公司研发的心电手环和心电手表，助听器式的心电监测[12]、名片式的单导联记录仪以及与汽车方向盘结合的心电记录仪等。Barde 等[13]最新一项研究是在智能设备中嵌入前置摄像头，基于面部摄像机测量心率，实现了远程和非接触式的监测，而由于监测时受肤色等因素的影响，因此在采集心电信息上存在稳定性与准确性欠佳的缺点。

近些年来，基于互联网+远程心电云平台大数据中心的研发，通过建立区域心电远程会诊中心，实现了不同级别医院的远程会诊、数据流转和报告信息调度[14]。2021 年江西省人民医院基于云技术、人工智能（Artificial Intelligence，AI）以及5G 技术搭建远程心电监测预警平台[15]，使患者不出社区便可享受大型医院远程监测及诊断服务，同时通过该平台筛查出高危患者，提高了区域心脏病的救治水平。另外，AI 的应用主要通过机器学习来实现。深度学习是机器学习的一个方向，其通过模仿人脑的神经元和神经网络结构，构建多层神经网络来学习数据之间的关系，其中卷积神经网络是深度学习算法的重要分支。陈超等[16]凭借卷积层使用偏置参数和权重参数少，且具有平移不变性的特点，将其应用于识别心电信号，并结合上万个心电数据片段训练的AI 技术，构建了远程心电监测预警平台。该平台在AI 技术的辅助决策下，使患者心电数据判读模式由医护专家或临床医生判读转换为AI 辅助专家决策，提升了监测敏感性与时效性，减少误诊和漏诊，同时缓解了医务者人力资源的紧张。从某种意义上来说，该平台弥补了传统统计模型的不足，为疾病的预测提供了一种行之有效的方法[17]。

2 远程心电监测在冠心病患者中的应用情况

2.1 远程心电监测对冠心病患者心电监测的重要性

目前临床多采用传统心电图与24 h 动态心电图（Holter）提供心电监测。传统心电图具有成本低、操作简单、可反复监测、便于携带等优点，但记录时间较短。许多患者发病前的数天就已出现相应的临床症状，心律失常具有持续性、非规律性、突发突止的特点，但当患者到达医院就诊时症状常常已经明显缓解甚至消失，所以很难对患者作出及时准确的诊断。同样，Holter 虽可明显改善心律失常的发生率，但是无法在第一时间监测到院外的心脏事件。因此，仅通过医院内的传统心电图和Holter 还远远不能满足院外高危患者的监测需求。远程心电监测在临床上的推广应用解决了这一难题。远程心电监测不受时间、地点限制，能够及时、准确地记录、传输、存储及跟踪院外患者在非随访时间段的大量空白数据，将院前突发的紧急事件数据及时采集与记录，明显缩短院前急救时间。此外，远程心电监测贯穿于心脏康复的始终，其中在运动康复时能够对患者运动信息进行识别，根据采集的心电数据分析，达到针对性地建议、警示及紧急救助的目的[18]。由此可见，远程心电监测在冠心病患者的监测中具有重要作用，能够为患者提供及时、有效、准确、便携的监测服务，从而降低患者的致死率和致残率，改善患者的预后。

2.2 远程心电监测在冠心病患者中的临床应用

远程心电监测已广泛应用于心血管疾病领域，在冠心病患者中主要应用于院前诊断、院外监测和随访、长期院外康复等[19]。

2.2.1 院前诊断

心肌梗死具有发病急、病情危重的特点，预后比较差[20]。院前急救包括院前初步检查和心肺复苏等，提高院前急救效率是急救工作取得成功的重要保障。急性心肌梗死可根据心电图变化将其划分为ST 段抬高型心肌梗死（ST-Elevated Myocardial Infarction，STEMI）及非ST 段抬高型心肌梗死（Non ST-Elevated Myocardial Infarction，NSTEMI）。早期、快速、完全地开通梗死相关动脉可以提高STEMI 患者的预后。根据《急性ST 段抬高型心肌梗死诊断和治疗指南(2019) 》[21]，进门至溶栓时间应在30 min 之内，再灌注时间应在确诊STEMI后90 min 之内。患者延迟是STEMI 仍未解决的问题。诸多学者发现远程心电监测在院前120 急救工作中发挥着积极作用，如罗望胜等[22]利用蓝牙技术和12 导联心电图远程实时传输系统为基础，探讨了院前传输12 导联心电图在STEMI 患者的再灌注救治中的作用。结果显示，门-球中位时间缩短了56 min，手术台占比减少了35%，住院时间平均减少了2 d，STEMI 的死亡率有所降低；Nam 等[23]采用荟萃分析再次证明了STEMI 患者院前使用12 导联心电图远程的益处；李艳红等[24]比较了远程心电监测与常规监测手段在STEMI 患者院前急救效果方面的差异，试验结果与罗望胜等[22]研究一致。此外该研究还发现，患者很愿意使用远程心电监测，同时，急救后患者的食欲、精神、睡眠及日常评分均高于常规组，且并发症的发生率降低，远程心电监测促进了病情快速稳定，为患者的预后提供了保障，值得临床推广使用。

2.2.2 院外监测和随访

冠心病可以引起心律失常，当冠心病心肌缺血累及心脏传导系统就会引起各种心律失常。李惠荣等[25]招募了1024 例受试者，结果发现，远程动态心电监测对恶性心律失常等危急值能够及时预警，避免了恶性心血管事件的发生，提高了临床诊断的准确率，增加了患者的就医安全感。为进一步探究远程心电监测在院外随访管理中的效果，李锦爽等[26]利用便携式远程心电监测（掌上心电SnapECG），探究了在院外随访的室性心律失常患者，结果发现，该技术能够有效地提高心律不齐的检出率。以上结果说明，远程心电监测在院外随访恶性心律失常中具有一定的应用价值。

房颤是最常见的心律失常。定期随访对于首次接受射频消融术后的房颤患者十分重要。在临床上，导管消融是一种非常有效的方法，而导管消融术后3 个月常出现房颤复发。多项研究表明，远程心电监测可用于院外随访患者，提高药物治疗的依从性，例如，Steinhubl 等[27]对2659 例患者进行了临床试验，研究结果显示，可穿戴式远程心电监测能够明显提高房颤的诊断阳性率，且患者有更好的药物依从性。Badertsche 等[28]采用便携式智能手表对房颤监测，研究显示敏感度为99%，特异性为83%，表明采用便携式智能手表在院外对房颤监测具有良好的临床应用价值。此外，庞岩等[29]对AI 远程心电监测和云端大数据平台在冠心病患者随访中的应用进行了研究，结果表明区域心电信息平台可以显著地降低心血管疾病和药物不良反应的发生，同时患者的生活质量也得到了提高。由此可见，远程心电监测对冠心病诊断、药物治疗和随访管理均发挥了重要作用。但是由于该技术设备水平参差不齐，导致监测的数据处理方式、传出格式、诊断术语及心电预警标准不一致。因此，临床应用这项技术时，需考虑其局限性和测量数据的准确性。

2.2.3 长期院外康复

介入技术的快速发展使冠心病在早期开通梗死血管、降低早期病死率、挽救濒死心肌及改善左室功能等方面获益。心脏康复是贯穿整个冠心病过程的重要步骤。运动康复可使冠心病全因病死率下降15%～28%，心源性病死率下降26%～31%，猝死降低37%[30]。因此，利用远程心电监测技术进行运动康复训练具有一定的可行性。刘昕[31]采用AD8232 芯片结合心电监测去噪，并与手机APP、PC 端监测平台相结合设计了一款智能远程心电监测预警系统。在监测时，采用标准Ⅰ导联的导联方式，将电极安装好后并使用导联线连接到监测终端，给监测终端供电并且初始化。在监测中心即可查看患者的心率、当前运动状态、心电信号图，而当点击“位置”按钮时，会对患者位置进行定位，然后医生根据心电波形了解患者运动心率，制定个体化的运动处方。徐磊[32]通过实时监测人体心电图，利用数字加速传感器采集患者运动信息，并根据运动识别算法分析心率，为医生提供准确可靠的信息。然而，通过查阅大量文献后发现，与运动状态信息相结合的心电监测系统还没有得到长足的发展，需要进一步研究。

在心脏康复中，监测数据包括静息心率、心率恢复、心律失常、ST-T 改变及心律-收缩压双乘积[33]。目前，多个指南指出运动处方的制定是运动康复关键，患者运动前也需要进行心电监测[34-35]。此外，在院外长期康复期间，部分患者已恢复到可重复工作或恢复日常活动，因此，运动的指导应因人而异。

2.2.4 其他应用

（1）筛查无症状性心肌缺血

无症状性心肌缺血是急性心肌梗死的预后预测指标[36]，由于缺乏典型的、特异的临床症状，极易被忽视。而远程心电监测可及早发现无症状心肌缺血的优势不可忽略。於德滋等[36]对39 例冠心病进行随机对照试验以比较远程监测和常规监测手段在无症状性心肌缺血筛查效果方面的差异。结果显示，远程心电监测组的无症状性心肌缺血检出率和各病变支数及狭窄程度的检出率明显高于常规诊疗组，与刘晖等[37]研究结果相似。张玉等[38]对无症状性心肌缺血患者进行监测，发现远程心电敏感度为90.6%，且能对每次心肌缺血的发作进行及时有效报警，但也会因操作不当等原因出现误报、信号不稳定、数据不完整等问题。

（2）监测冠心病引起的晕厥

心源性晕厥是心律失常最严重的并发症，多为骤然发病。2018 年欧洲心脏病学会颁布了《晕厥诊断与管理指南》[39]，并指出远程心电监测是目前用于监测短暂心律失常和心源性晕厥的良好手段。张宏超[40]对北京地区4 个中心医院的晕厥患者，在国内开展将植入式心脏监测仪用于不明原因晕厥诊断的多中心前瞻性队列研究，结果显示植入式心电监测仪可显著提高晕厥的诊断率和干预率，减少晕厥复发。植入式心电监测虽然对晕厥患者的诊断应用价值高，但在国内仍为高值器械，且为有创检查操作，患者的接受意愿较低。

（3）预警冠心病引起的心源性猝死

冠心病合并各种心律失常均会导致冠状动脉血流下降，从而引起心源性猝死。2017 年美国心脏病学会在指南中指出，对于没有达到植入式心律转复除颤仪（Implantable Cardioverter-Defibrillator，ICD）的高风险心源性猝死患者，或有ICD 适应证但有ICD 禁忌证的患者，建议采用可穿戴的远程心电监测系统，以便及时发现和处置病证[41]。对此国内外学者进行了相关研究：白蓉等[42]对确诊为高危心律失常患者，根据是否发生心源性猝死进行分组并采用各种心电图监测，结果显示远程心电图监测图形的可靠性及图形质量效果最好，且可预警心源性猝死的发生，与Carretta 等[43]研究结果一致。因此，远程心电监测具有临床应用的可靠性与准确性，且在自适应分析诊断、预警、实时监测等方面具有明显的应用优势，可作为预测冠心病患者病情进展的工具。

3 总结与展望

远程医疗服务为患者提供了便捷高效的诊疗服务模式，提高了医疗资源的共享率。目前，远程心电监测已在各大医院中得到了广泛的应用，为冠心病患者尤其是偏远地区患者的院前诊断、院外监测和随访、长期院外康复等提供了极大的方便。鉴于我国5G 网络尚未完全覆盖，大多地区仍是采用3G/4G 等模式，设备和网络方面的问题没有得到很好的解决。此外，一项新技术能否在临床进一步推广，需要与临床思路进行整合，但是大部分设备仍然存在不可避免的漏诊或误诊的问题[44]；仪器设备价格昂贵，需要医疗单位自行采购，可能制约该技术的广泛应用。因此，为全面提升远程心电监测在冠心病中的应用价值，下一步将积极寻求国家政府主管部门的支持，制定有关政策，并协同医院有关部门向基层医院、社区卫生服务等医疗机构推广、部署远程心电网点；同时心内科医生需与多学科合作共同开发出更多实用的心电监测系统，促进远程医疗产业在心血管领域的发展；此外，还需加强流程管理和医疗质量管控，避免医疗风险。