智能手表檢測正常成人和高血壓患者左腕脈搏波傳導(dǎo)時間的探討

王利，何史林，李蓓，郭俊艷，雷永紅，劉瓊

中國人民解放軍總醫(yī)院海南分院a.護(hù)理部；b.信息科；c.急診科；d.病案管理科；e.醫(yī)務(wù)部，海南 三亞 572013

智能手表檢測正常成人和高血壓患者左腕脈搏波傳導(dǎo)時間的探討

王利a，何史林b，李蓓c，郭俊艷a，雷永紅d，劉瓊e

中國人民解放軍總醫(yī)院海南分院a.護(hù)理部；b.信息科；c.急診科；d.病案管理科；e.醫(yī)務(wù)部，海南 三亞 572013

目的 初步估計正常成人和高血壓患者左腕脈搏波傳導(dǎo)時間（Pulse Wave Transit Time，PWTT）所在的范圍，探討二者之間的差異，為早期預(yù)測血管硬化提供依據(jù)。方法 采用便利抽樣法對內(nèi)科門診49例高血壓患者，112例正常成人通過智能手表采集左腕脈搏波和心電信號，通過相關(guān)算法轉(zhuǎn)換成PWTT，進(jìn)行統(tǒng)計分析。結(jié)果 高血壓患者左腕PWTT為（273.96±54.932）ms，正常值范圍為258.18～289.74 ms；正常成人左腕PWTT為（294.38±49.761）ms，正常值范圍為285.06～303.70 ms；與正常成人相比高血壓患者左腕PWTT平均縮短20.42 ms，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。結(jié)論 左腕PWTT在（258.18，285.06）ms提示有高血壓血管硬化風(fēng)險可能性大；（285.06，289.74）ms建議到醫(yī)院進(jìn)行血管硬化風(fēng)險系統(tǒng)檢查；（289.74，303.70）ms提示無明顯血管硬化風(fēng)險可能性大。

脈搏波傳導(dǎo)時間；高血壓；動脈硬化；篩查；智能手表

引言

脈搏波傳導(dǎo)時間（Pulse Wave Transit Time，PWTT）是指壓力脈搏在血管里相隔一定距離的兩個位置距離內(nèi)傳播所需時間△t[1]。它可以代替脈搏波速（Pulse Wave Velocity，PWV）來間接反映各種危險因素對動脈血管的損傷，即可以早期評估動脈血管結(jié)構(gòu)和功能的異常，為具有心腦血管疾病風(fēng)險的高危人群早期預(yù)測動脈血管損傷提供依據(jù)，其數(shù)據(jù)采集過程更加簡便易行[2-3]。但是，目前尚無可以讓患者在家庭中就能進(jìn)行血管損傷評估的方法，使居家心腦血管高危風(fēng)險人群的血管損傷早期預(yù)測難以實(shí)現(xiàn)。因此，通過該智能手表采集高血壓患者和正常成人的左腕PWTT并進(jìn)行分析對后期居家心血管事件高危人群的血管硬化早期風(fēng)險預(yù)測具有重要意義。

1 對象與方法

1.1 研究對象

對2016年5月～2016年7月，在我院內(nèi)科門診就診的670例患者進(jìn)行信號采集，將符合納入排除標(biāo)準(zhǔn)的患者作為研究對象，共篩選出高血壓患者49例，正常成人112例。

高血壓患者納入標(biāo)準(zhǔn)：① 符合WHO制定的高血壓診斷標(biāo)準(zhǔn)，收縮壓≥140 mmHg和（或）舒張壓≥90 mmHg；② 原發(fā)性高血壓；③ 信號采集前未做劇烈運(yùn)動。

排除標(biāo)準(zhǔn)：① 合并腎衰、心衰、心功能不全、腦卒中等器質(zhì)性疾病；② 拒絕參加研究。其中男性24例，女性25例。年齡（55.37±9.76）歲，身高（163.31±7.71）cm，體重（64.23±11.73）kg，BMI（24.00±3.50）kg/cm2，腰圍（91.90±8.28）cm，左臂長（69.50±4.51）cm。

正常成人納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡≥18歲；排除標(biāo)準(zhǔn)：高血壓、高脂血癥、糖尿病（包括空腹血糖升高和糖耐量降低）、冠心病、不穩(wěn)定型心絞痛或心肌梗死、周圍動脈疾病、房顫、左室肥厚、腦卒中、腹主動脈瘤、低血壓診斷明確者。其中男性68例，女性44例。年齡（52.81±8.95）歲，身高（165.52±7.97）cm，體重（65.48±12.03）kg，BMI（23.76±3.39）kg/cm2，左臂長（70.17±4.54）cm。

1.2 研究方法

1.2.1 數(shù)據(jù)采集工具

本研究采用mk2511芯片設(shè)計的智能手表（臺灣聯(lián)發(fā)科技最新研發(fā)）進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，主要原理是脈搏波傳導(dǎo)時間與血壓呈負(fù)相關(guān)。利用手表背面的傳感器和集成于手表兩側(cè)的金屬電極采集人體的脈搏和心電信號，通過提取45 s以內(nèi)的50個左右的特征點(diǎn)計算PWTT，將得到的50個左右的PWTT按降序排列后去除前后10個數(shù)值，將中間30個左右的PWTT取平均值后留作1例有效數(shù)據(jù)。

1.2.2 數(shù)據(jù)采集方法

研究者征得資料收集單位和門診相關(guān)科室同意后，符合納入排除標(biāo)準(zhǔn)的研究對象入組，研究者對其詳細(xì)解釋本次研究的目的與意義，在征得研究對象同意后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作。具體步驟如下：① 囑研究對象放松，端坐于椅子上，伸出左臂自然放于桌面上與心臟高度平齊；② 研究者為其編寫ID號并登記；③ 研究者將智能手表戴于研究對象左手腕部貼近皮膚；④ 研究者長按手表開機(jī)鍵開機(jī)并打開平板電腦內(nèi)的MediaTek Care與手表進(jìn)行藍(lán)牙連接；⑤ 連接成功后，研究者輸入研究對象的ID號與性別，點(diǎn)擊“ADD”進(jìn)行添加患者；⑥ 研究者按“Start”鍵后再用左手按下手表左側(cè)的信號采集鍵，囑患者將右手食指與中指輕搭于左右兩側(cè)電極上，開始記錄研究對象的脈搏與心電信號，整個信號采集過程長達(dá)1 min左右；⑦ 一次信號采集結(jié)束，如果數(shù)據(jù)合格則點(diǎn)擊“Save”進(jìn)行保存，然后囑患者站起輕抬活動左手2 min后，再次進(jìn)行信號采集；⑧ 二次信號采集結(jié)束，使用軟尺對其腰圍，身高、體重、左臂長等指標(biāo)進(jìn)行測量并登記。

1.2.3 質(zhì)量控制

整個數(shù)據(jù)的收集整理過程均由研究者一人完成。信號采集前，對研究對象講清楚信號采集過程中的注意事項，如不能中途接打電話、講話、打噴嚏、左顧右盼、兩手隨意抖動等。信號采集過程中，對研究對象的配合情況進(jìn)行監(jiān)督，對脈搏和心電信號的波形進(jìn)行觀察，一旦出現(xiàn)波形小、節(jié)律亂、單波或直線的情況，囑患者休息2 min后重新加測。信號采集結(jié)束，查看平板電腦數(shù)據(jù)是否保存，并將無效數(shù)據(jù)當(dāng)場刪除。后期采用“get_pwtt程序”將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成PWTT，共得到50個左右的數(shù)值，然后由大到小進(jìn)行排序，去掉前10個和后10個PWTT后取中間30個左右的特征點(diǎn)PWTT計算平均值，所得該平均值記為該患者本次有效PWTT。

1.2.4 統(tǒng)計學(xué)分析

將患者的ID號、PWTT、身高、體重、BMI、臂長等數(shù)據(jù)錄入Epidata數(shù)據(jù)庫進(jìn)行統(tǒng)一管理。采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件包進(jìn)行分析，基線比較用c2檢驗(yàn)或t檢驗(yàn)；正常值的合并分析用95%置信區(qū)間進(jìn)行描述；差異性分析用定量資料的兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 正常成人與高血壓患者基線比較

經(jīng)非參數(shù)檢驗(yàn)，患者的年齡、身高、體重、BMI、左臂長等定量資料均服從正態(tài)分布且方差齊，故兩組的基線比較用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；性別屬于定性資料，兩組的基線比較用四格表c2檢驗(yàn)。結(jié)果顯示，正常成人與高血壓患者基線水平一致（P>0.05），具有可比性。具體結(jié)果，見表1。

2.2 高血壓患者與正常成人左腕脈搏波傳導(dǎo)時間正常值的合并分析

對高血壓組和正常成人組左腕脈搏波傳導(dǎo)時間進(jìn)行非參數(shù)正態(tài)檢驗(yàn)，兩組數(shù)據(jù)均服從正態(tài)分布。再計算95%置信區(qū)間，結(jié)果顯示左腕部PWTT在（258.18，285.06）ms提示有高血壓血管硬化風(fēng)險可能性大；（285.06，289.74）ms建議到醫(yī)院進(jìn)行系統(tǒng)檢查；（289.74，303.70）ms提示無明顯血管硬化風(fēng)險可能性大。具體結(jié)果，見表2。

2.3 高血壓患者與正常成人左腕脈搏波傳導(dǎo)時間差異性的合并分析

經(jīng)統(tǒng)計檢驗(yàn)，兩組患者PWTT滿足正態(tài)分布和方差齊性的前提條件，統(tǒng)計方法選用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。結(jié)果顯示，高血壓患者與正常成人左腕PWTT具有顯著性差異（P<0.05），高血壓患者比正常成人平均縮短10.43 ms。具體結(jié)果，見表3。

表1 兩組患者基線比較

表2 兩組患者左腕PWTT正常值

表3 兩組患者左腕PWTT差異性

3 討論

動脈結(jié)構(gòu)及功能障礙是引起心血管事件發(fā)生和死亡的主要原因和共同的病理生理基礎(chǔ)[4-5]，本質(zhì)是包括高血壓在內(nèi)的許多獨(dú)立危險因素緩慢進(jìn)展導(dǎo)致血管彈性改變的過程。已有研究報道[6]，在未來數(shù)十年內(nèi)，我國心腦腎等血管疾病發(fā)病率無疑將會繼續(xù)升高，對動脈硬化的早期監(jiān)測和干預(yù)可從根本上降低上述疾病的致殘致死率。然而，目前評價受檢者血管彈性及粥樣硬化程度受到世界廣泛認(rèn)可的方法是通過動脈硬化檢測儀進(jìn)行無創(chuàng)檢查[7-8]。但該設(shè)備多由國外引進(jìn)，相關(guān)指標(biāo)的參考值范圍多根據(jù)國外人群研究確定[9-10],且該項檢查只能在專業(yè)的醫(yī)療機(jī)構(gòu)由經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)生進(jìn)行檢查和結(jié)果判讀，只能使部分人群獲益，對于受經(jīng)濟(jì)條件限制、無癥狀的高血壓患者等并不完全適用，只能作為一項醫(yī)療機(jī)構(gòu)的輔助檢查項目使用。因此，該智能手表的出現(xiàn)可以作為一項院外血管硬化篩查的手段，可以實(shí)現(xiàn)心血管事件發(fā)生風(fēng)險的遠(yuǎn)距監(jiān)控，但其相關(guān)研究尚處于起步階段。

本研究結(jié)果顯示，高血壓患者和正常成人其基線水平相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義，具有可比性。在此基礎(chǔ)上，對兩組患者的左腕PWTT進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)高血壓患者左腕PWTT的正常值范圍為258.18～289.74 ms，正常成人的正常值范圍為285.06～303.70 ms，前者比后者的PWTT平均縮短20.42 ms。可能原因是高血壓可使動脈血管的成纖維細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞增生肥大，血管壁纖維組織不斷增生，相鄰纖維層之間形成的粘連越來越多，引起血管壁的增厚和彈性的降低，造成血管的缺血缺氧，從而導(dǎo)致動脈硬化的血管壁吸收的脈搏波減少，使脈搏波速加快，脈搏波傳導(dǎo)時間縮短[11-12]。此外，高血壓患者多伴不同程度的外周阻力血管和腎微血管損傷，使本應(yīng)落在舒張期的脈搏波提前至收縮期[13-14]。而動脈功能以及結(jié)構(gòu)的改變是臨床心血管事件共同的原因，可通過PWTT來早期評價，意義重大[15-16]。該智能手表實(shí)現(xiàn)了對高血壓患者的連續(xù)血壓監(jiān)測和心血管事件早期風(fēng)險篩查，具有很好的應(yīng)用前景。但是由于目前相關(guān)研究較少，今后需要進(jìn)行人群大樣本的采集對該結(jié)果進(jìn)行修正，還要與超聲檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行大量臨床對照，對其作為一項診斷工具的靈敏度和特異度進(jìn)行計算。總之，由于該智能手表外形美觀，功能實(shí)用、面向廣大高血壓人群，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和便攜性，可以初步應(yīng)用于家庭和臨床醫(yī)療。

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本文編輯 袁雋玲

Exploration of Pulse Wave Transit Time Examination on the Left Wrist in Hypertension Patients and Normal Adults with Smart Watch

WANG Lia, HE Shi-linb, LI Beic, GUO Jun-yana, LEI Yong-hongd, LIU Qionge
a.Department of Nursing; b.Information Section; c.Department of Emergency; d.Medical Records Management Section; e.Department of Medical, Chinese PLA General Hospital Hainan Branch, Sanya Hainan 572013, China

Objective To estimate the normal range of pulse wave transit time (PWTT) about hypertension patients and the normal adults, analyze the difference analysis between them and provide the basis for predicting hardening of the arteries primitively. Methods By convenient sampling, 49 hypertension and 188 normal adults from internal medicine consulting area in our hospital were recruited into this research to collect the pulse wave signal and electrocardiosignal, which then was converted into PWTT. Results The PWTT on left wrist of the hypertension was (273.96±54.932) ms and the CI ranged from 258.18 ms to 289.74 ms. The PWTT on left wrist of the normal adults was (294.38±49.761) ms and the CI ranged from 285.06 ms to 303.70 ms. The former cut 20.42 ms down than the latter, and the difference between the two groups was significant (P<0.05). Conclusion The PWTT on left wrist ranges in (258.18, 285.06) ms indicates a hardening of the arteries about hypertension; when the PWTT on left wrist ranges in (285.06, 289.74) ms, one must go to the hospital; (289.74, 303.70) ms suggests the arteries locate in a normal status.

pulse wave transit time; hypertension; arteriosclerosis; screening; smartwatch

R544.1

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2017.06.022

1674-1633(2017)06-0087-03

2016-08-30

2017-04-15

海南省直升機(jī)緊急醫(yī)療服務(wù)體系建設(shè)研究（ZDFY2016132）；基于互聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)和醫(yī)療大數(shù)據(jù)的健康服務(wù)管理體系應(yīng)用推廣（ZDKJ2016008）。

劉瓊，解放軍總醫(yī)院海南分院醫(yī)務(wù)部副主任，副主任醫(yī)師，主要從事醫(yī)療質(zhì)量、急救醫(yī)學(xué)、全科醫(yī)學(xué)、衛(wèi)勤保健等研究和管理工作。

通訊作者郵箱：liuqiong301hp@126.com