遠程心電監測在心肌梗死患者心臟康復中的應用進展①

蔡澤坤綜述，徐琳，邱健審校

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遠程心電監測在心肌梗死患者心臟康復中的應用進展①

蔡澤坤綜述，徐琳，邱健審校

[摘要]簡要介紹遠程心電監測系統及其開發狀況，包括可穿戴技術。在心肌梗死患者心臟康復過程中，遠程心電監測系統通過監測心率，計算心率恢復，可評定自主神經功能；通過計算心率-收縮壓雙乘積，可推測康復過程患者的乳酸無氧閾，確定有氧運動強度。最后探討患者康復發生意外的法律責任問題和與物聯網結合等創新意義。

[關鍵詞]遠程心電監護；急性心肌梗死；心臟康復；綜述

[本文著錄格式]蔡澤坤，徐琳，邱健.遠程心電監測在心肌梗死患者心臟康復中的應用進展[J].中國康復理論與實踐, 2016, 22(1): 75-78.

CITED AS: Cai ZK, Xu L, Qiu J. Electrocardiography telemonitoring system for cardiac rehabilitation for myocardial infarction (review) [J]. Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian, 2016, 22(1): 75-78.

急性心肌梗死(acute myocardial infarction, AMI)是指因持久而嚴重的心肌缺血所致部分心肌急性壞死，是我國主要的致死、致殘疾病之一，已經成為危害人類生命和健康的“頭號殺手”。隨著AMI診療手段的快速發展，尤其是早期介入治療，心臟功能已經得到最大程度保存。但人們對AMI不止步于血運重建，還要求提高患者術后的健康水平和生活質量，因此以運動為核心的心臟康復逐漸成為AMI患者術后理想的治療手

段[1-2]。

我國最新發布的“冠心病康復與二級預防中國專家共識”[3]指出，院外早期心臟康復除了患者評估、患者教育、日?；顒又笇?、心理支持外，還增加每周3～5次心電和血壓監護下的中等強度運動。隨著科技水平的提升，遠程醫療也逐漸在我國興起。將遠程心電監護貫穿于患者的康復過程，保證患者康復活動的安全有效顯得至關重要。

1　遠程心電監測

遠程醫學系統是指通過通訊和計算機技術給特定人群提供醫學服務，與常見的院內監護系統有很大區別。這一系統以計算機和網絡通訊等為基礎，針對醫學資料，如多媒體數據、文本、圖片等，進行遠距離視頻、音頻信息傳輸、顯示、存儲。

遠程心電監測系統基于移動通訊網絡，通用分組無線業務(general packet radio service,gPRS) /碼分多址(code division multiple access, CDMA)等傳輸、承載方式，及其醫療服務理念，由便攜監護終端對患者進行實時監護，捕捉有臨床價值的心臟電生理數據；終端通過移動通訊網向服務器提交監護數據，服務器再將異常數據通過移動網絡傳輸到醫師手機等通訊設備；醫師可和患者進行語音和短信通訊，及時給予患者自救指導。這可以有效降低心血管事件發生率[4]。

1.1發展情況

早在20世紀30年代，美國Norman博士就致力于生物信號遙測技術的研究[5]。1949年，他首次設計出遙測心電圖裝置，隨后研制出集收發于一體的心電監護系統Holter系統。Holter系統可記錄24 h心電數據，分析患者在靜息、活動時的心電變化，成為檢測心律失常、心肌缺血等的重要手段。然而其無法實現實時監護，必須在監護結束后再進行心電資料分析，患者發病時很難得到醫生的及時診斷和救治；由于存儲量極少，不能保證數據的完整性，一些有價值的心電數據不可避免地丟失，大大降低了診斷準確率。

1.2.2.1 社會隔離 采用Hawthorne開發的一個維度的量表[5]，采用五個Likert等級(1分代表從不這樣，5分代表幾乎總這樣)作為評判尺度。量表包括6個測量條目。分數越高代表社會隔離越嚴重。本次研究中，該量表的內部一致性信度系數為0.610。

遠程監護理念將傳統的Holter和互聯網/移動通訊技術等相結合。根據互聯網接入方式的不同，遠程心電監護有不同的設計方案。

隨著移動通訊網絡的發展，各種無線遠程監護系統相繼出現。Murakami等開發出基于衛星電話傳輸心電的系統[6]；隨后Woodward等開發出使用移動通訊系統(global system for mobile communication,gSM)的調制解調器或帶紅外接口的手機作為通訊載體的監護系統[7]。Chung等研制了一種基于CDMA技術的遠程無線健康監護系統[8]。GPRS是在GSM基礎上發展起來的承載業務，適用于間斷、突發的或頻繁、少量的數據傳輸，也適用于偶爾的大數據量傳輸。蘇維嘉等提出一種以S3C2440處理器和嵌入式操作系統Linux為基礎的遠程心電監測系統，可以通過GPRS無線傳輸模塊，將處理好的心電數據發送到遠程計算機[9]。

近年來，3G、4G移動通訊技術的發展，通訊系統容量增加，通訊質量和數據傳輸速率提高，對心電遠程監護系統提供強有力的技術支持[10]。

可穿戴技術是近年來興起的一種低負荷生命信息檢測技術。該技術將生理信息獲取與人的日常穿戴相結合，以腰帶、腕帶[11]、襯衣等形式獲取人的呼吸、心率、血壓、體溫等生理參數[12-13]。已研制出AMON[14]、Smart Vest[15]、MercuryLive[16]、Mobihealth[17]等多種可穿戴傳感器或系統。

Maxim生命體征監護服集成了干電極心電測量技術、信號處理技術、溫度及運動傳感器、超低功耗微控制器及無線通訊單元，是Maxim Integrated、Clearbridge VitalSigns和Orbital Research三家公司在經驗、技術、創新層面積極合作的成果[18]。其體現了以下3點創新：將普遍使用的黏性電極替換成“紡織式”電極；電纜線隱藏在衣服中；衣服可洗滌。

可穿戴式醫用系統突破了生理信息提取舒適性的瓶頸，將推動院外康復監護的發展。

1.2特點及存在的問題

遠程心電監護系統通過對院外患者心電生理數據的采集、傳輸，可以實現對患者實時生命監測，具有較強的實用性、專業性，可應用于心臟病患者、特種環境作業(深海、航空、高山作業等)的心電監護。

1.2.2可靠性高

由于遠程心電監護的專用性，可以針對具體對象優化硬件與軟件資源，從而提高其可靠性。系統一般將實現功能所需的代碼固定存放在存儲芯片中，省去加載和調度過程。

1.2.3功耗低、集成度高、便攜

遠程心電監護的各種功能模塊采用集成化處理，功耗低。這使之向小型便攜化發展。

1.2.4環境適應性強

由于遠程心電監護系統的程序和數據都存儲在芯片中，對不同的應用環境都有較強的適應能力。

目前，遠程心電監護在我國也存在不少問題。①遠程心電監護系統價格昂貴，多在1.5萬元左右，普通民眾難以負擔。②我國尚未形成良好的運動氛圍和保持健康的觀念，民眾對遠程監護理念的接受程度較低。③多數產品技術層次較低，常出現信號不穩定導致數據接收不全，難以做到12導聯心電示波以準確評估心肌缺血。④缺乏專門的健康管理隊伍對患者的緊急情況做出及時響應。⑤遠程心電監測指導下患者心臟康復過程中出現的醫療事故責任認定不明確。

2　遠程心電監測在AMI患者心臟康復中的應用

心臟康復是長期乃至終生的過程，患者必須主動參與配合。臨床工作中應該給患者提供連續的心臟康復治療。

目前心臟康復分為院內康復和院外康復兩個階段。發達國家AMI的住院時間已經縮短到3～5 d，加之AMI患者參與院內康復受種種因素，如經濟、交通狀況等的限制，效果并不理想。患者心臟康復參與率低是全球挑戰[19]?；谏鐓^、家庭的心臟康復值得關注。

將遠程心電監護貫穿于患者的整個康復過程有重大意義。①可保證患者康復活動的安全有效，減少家屬及患者康復訓練的盲目性，還可增加患者的安全感、自信心。遠程心電監測技術能夠實現對患者心電信息實時監測，不受時間、地域的限制，并能實時對患者進行干預和指導治療，最大限度減少患者康復時出現的不良心血管事件，還可以指導患者進行更有效率的康復。②傳統的心電監護只局限于院內，嚴重限制患者的活動范圍；而遠程心電監護可將患者的康復延伸到院外，甚至跨地域實施監護，使院內、院外康復工作銜接緊密，增加患者康復的參與率。③目前公眾的醫療需求仍集中在三級醫院，遠程心電監護可減輕三級醫院負擔，優化醫療資源配置，節約醫療成本，緩解患者看病難、看病貴的問題[20]。

目前，臨床應用遠程心電監護系統主要監測以下內容。

2.1靜息心率

靜息心率(resting heart rate, RHR)又稱為安靜心率，研究已證實可以有效預測心肌梗死及其死亡率[21-22]。Floyd等收集1991例無心血管疾病史老年人的RHR，經過12年隨訪，對其平均心率、變化趨勢等進行線性回歸分析，發現262例(13%)發生心肌梗死事件，1326例(67%)死亡，提示RHR是老年人死亡率的潛在預測因素[21]。醫護人員通過遠程心電監測可明確患者的RHR，指導患者服用β受體阻滯劑等藥物，并進行合理、有效的心臟康復運動。

Joo等認為，在二期心臟康復中使用心率達到RHR+20 次/min或自感勞累分級(rating of perceived exertion, RPE)來控制患者運動量，難以達到有效峰值耗氧量[23-24]。但該研究樣本量少，說服力不強?；谖覈呐K康復的現狀，仍然建議參考上述標準控制心臟康復運動量[25]。

2.2心率恢復

心率恢復(heart rate recovery, HRR)是指運動試驗中峰值心率與試驗停止后恢復期心率的差值，它顯示運動停止后心率的下降速率，是評定自主神經功能的常用指標之一。既往研究表明，康復運動訓練可能增加迷走神經活性和降低交感神經張力[26]。Ribeiro等將38例初發AMI患者隨機分為康復組和對照組，康復組經過8周有氧運動訓練后，HRR提高，而對照組無明顯變化[27]。Hai等隨訪386例心肌梗死患者，經過8周康復訓練后HRR得到明顯改善；繼續隨訪平均79個月后，只有40例(10.4%)患者因心血管事件死亡；多元回歸分析顯示，經過運動訓練后HRR仍<12次/min的患者有較高的死亡風險[28]。

通過遠程心電監護，醫護人員可計算分析患者HRR，評價康復效果及預后。

2.3ST-T改變

心肌梗死患者隨著運動負荷增加，心肌氧需求超過冠狀動脈的供給能力，會發生心肌缺血，心電圖相應導聯ST段壓低。ST段在J點后80 ms下降l mm代表心肌缺血閾已被應用[29]?；颊咴谶M行心臟康復時，若出現心電圖心肌缺血改變，會在遠程監護系統終端警報；盡管此時患者未出現胸痛、胸悶等心肌缺血癥狀，醫護人員也可以及時中止患者活動，實現遠程心電監護的實時性。

2.4心率-收縮壓雙乘積

患者可以利用心率-收縮壓雙乘積(rate pressure product, RPP)推測其乳酸無氧閾，以便確定適宜的有氧運動強度。患者康復運動時的心肌缺血閾可通過監測ST段壓低發現，而患者乳酸無氧閾測定難以實現。劉洵等利用RPP推測患者乳酸無氧閾[30]，RPP為180次/min?mmHg時約相當于乳酸無氧閾3.0 mmol/L。對于心肌梗死患者，康復運動時心肌與骨骼肌出現缺血、缺氧并不同步，骨骼肌缺血晚于心肌缺血。可通過遠程監護系統配套軟件，測算RPP估計乳酸無氧閾值，減少患者康復運動時心肌缺血的發生，監督康復訓練強度。

2.5監測心律失常

AMI后由于心肌缺血，心電不穩定，可出現室性早搏、室性心動過速、心室顫動或加速性心室自主心律；由于泵衰竭或過度交感興奮，可引起竇性心動過速、心房顫動、心房撲動等；由于缺血或自主神經反射，可引起緩慢性心律失常。對出院的AMI患者，遠程心電監護可作為院內心電監護的延續，監測患者可能出現的惡性心律失常。

3　遠程心電監測與法律責任

遠程心電監測指導患者康復治療通過網絡傳輸患者康復過程中的心電信息資料等，進行遠程決策與干預，涉及患者、遠程端醫師、設計維護者等方面。日本、馬來西亞、法國等國的相關立法中明確指出遠程醫療活動中各方應承擔的法律責任[31-32]。我國在遠程心電監測方面的法律、法規尚不完善?；颊咭蚴褂眯碾姳O測系統在康復過程中出現意外，法律責任難以界定。這限制了遠程心電監測的推廣。

相關立法部門及衛生管理機構應盡早出臺與遠程監測活動相關的管理辦法，通過立法或部門規章，明確各主體的法律關系、法律責任等[33-34]。患者與遠程端所屬機構應在監護活動開始之前(醫療行為發生之前)簽定合作協議，明確雙方的權責范圍。接受患者的醫療機構應首先對患者康復過程中的相關醫療事故承擔責任。對在信息傳輸中出現的信息傳輸失誤、傳輸資料質量差、監測失誤等問題，導致遠程端醫生診斷、決策失當，應追究運營商等的法律責任[35]。

4　應用前景

AMI患者心臟康復時使用遠程心電監測在我國才剛剛起步，遠程心電監測的突出優勢決定其具有良好的應用前景。未來發展主要有以下兩個方面。①與云計算平臺相結合，利用云平臺強大的數據儲存與處理能力，將遠程心電監護采集到的數據直接儲存到云平臺進行處理，再將處理的結果返回給用戶便攜終端。這一方式克服了監護系統計算能力有限、存儲容量不大的缺點。②與物聯網技術相結合。遠程心電監護系統是物聯網應用的一個重要組成部分，利用物聯網技術，可極大擴展醫療信息終端，遠程監護為這一應用提供軟硬件支撐，而物聯網技術為其信息化的發展提供強大的技術力量支持[36]。

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·臨床研究·

Electrocardiography Telemonitoring System for Cardiac Rehabilitation for Myocardial Infarction (review)

CAI Ze-kun, XU Lin, QIU Jian
Department of Cardiology,guangzhougeneral Hospital ofguangzhou Military Region,guangzhou,guangdong 510010, China
Correspondence to XU Lin. E-mail: xxgnk_xlin@126.com

Abstract:The electrocardiography (ECG) telemonitoring system is briefly introduced, especially the development progress, including the wearable technology. For early cardiac rehabilitation (CR) after acute myocardial infarction (AMI), the ECG telemonitoring system can monitor heart rate, blood pressure, heart rate recovery (HRR), which is confirmed to assess autonomic nervous function; as well as rate pressure product (RPP), which is confirmed to speculate lactate anaerobic threshold during CR, can be calculated toguide the exercise intensity of CR progress. Finally, the legal liability issues if accidents occurred in home-based CR program, and the innovation, such as combining with the network, are discussed.

Key words:electrocardiography telemonitoring system; acute myocardial infarction; cardiac rehabilitation; review

(收稿日期：2015-07-26修回日期：2015-11-11)

[中圖分類號]R541.4

[文獻標識碼]A

[文章編號]1006-9771(2016)01-0075-04

作者簡介：作者單位：廣州軍區廣州總醫院心血管內科，廣東廣州市510010。蔡澤坤(1988-)，男，漢族，廣東汕頭市人，碩士研究生，醫師，主要研究方向：心臟康復與二級預防。通訊作者：徐琳(1974-)，女，漢族，江蘇沭陽縣人，博士后，碩士研究生導師，副主任醫師，主要研究方向：心臟康復與二級預防。E-mail: xxgnk_xlin@126.com。

基金項目：廣東省科技計劃項目重大科技專項基金項目(No.2013A022100036)。

DOI:10.3969/j.issn.1006-9771.2016.01.016