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      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

      2022-11-03 12:35:12賴杰偉修建成韓寶石石亞君陳韻岱
      關(guān)鍵詞:心電導(dǎo)聯(lián)心電圖

      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。

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