可穿戴设备对心律失常的诊断进展-USB迷|专注于互联网分享

2024年5月19日发(作者：商天晴)

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2023年6月第9卷第6期

* 综述 *

可穿戴设备对心律失常的诊断进展

邢宇，邢宇，满荣海

内蒙古医科大学赤峰临床医学院心内科，内蒙古赤峰 024000

摘要心律失常是当今社会中导致死亡的直接或间接原因。尤其是心房颤动带来的许多问题已经引起了人们的广泛关注，但

是因为目前人们就医的目的不同，很多时候并不能及时发现心律失常的存在，尤其是一些无症状的心律失常。但是这些心律

失常可能会导致多种并发症，如心房颤动可能会增加脑卒中的发病率。这就要求我们采取更加便捷有效的检查手段来帮助

人们提前发现心律失常的存在，因此很多可穿戴设备开始被推出。这就为提早诊断心律失常打下了基础，在一定程度上可能

会减轻因病导致的社会经济负担，但是当前的穿戴设备有多种，每种的优缺点不同，现就当前可穿戴设备对心律失常诊断的

进展进行综述。

关键词心律失常；心房颤动；智能穿戴设备；智能手表

中图分类号 R4 文献标志码 A doi10.11966/.2095-994X.2023.09.06.49

Advances in the Diagnosis of Arrhythmia with Wearable Devices

XING　Yu, MAN Ronghai

gion, 024000 China

Department of Cardiology, Chifeng Clinical Medical School of Inner Mongolia Medical University, Chifeng, Inner Mongolia Autonomous Re‐

Abstract Arrhythmia is a direct or indirect cause of death in today's society. Especially, many problems caused by atrial fibrillation have at‐

tracted wide attention. However, because the purpose of people's medical treatment is different, many times they cannot find the existence of

fibrillation, which may increase the incidence of stroke. This requires people to take more convenient and effective inspection means to help

of current wearable devices, each of which has different advantages and disadvantages. The current progress of wearable devices in the diagno‐

sis of arrhythmia was reviewed herein.

Key words Arrhythmia; Atrial fibrillation; Smart wearable devices; Smart watch

arrhythmias in time, especially some asymptomatic arrhythmias. However, these arrhythmias can lead to multiple complications, such as atrial

people detect the presence of arrhythmia in advance, so many wearable devices have begun to be launched. This lays the foundation for early

diagnosis of arrhythmia, which may reduce the socio-economic burden caused by the disease to some extent. However, there are many kinds

心律失常是许多心脏疾患和许多未明原因死亡患

者的死亡原因，其中心房颤动带来的问题已经引起人

们的重视。2012—2015年的中国高血压调查发现，我

国≥35岁居民的心房颤动患病率为0.7%，农村居民患病

率0.75%高于城市居民0.63%。其中34.0%的患者为新

发现的心房颤动，自己并不知晓

[1]

。其中≥75岁的居民

患病率高达2.4%。我国心房颤动患者脑卒中总体发生

比例为24.8%。其中，瓣膜性心房颤动患者中26.9%发

生脑卒中，非瓣膜性心房颤动患者中24.2%发生脑卒

中。在非瓣膜性心房颤动患者中，年龄>75岁、高血压、

收稿日期：2023-04-02；修回日期：2023-04-27

糖尿病和左心房血栓是发生脑卒中的独立危险因素

[2]

。

因此需要一种能够提前发现心律失常的措施，但是传

统的心电图检查过于繁琐，一般需要专业的医疗机构

才能够检查。目前随着一些可穿戴设备的出现，正逐

渐解决检查不便的问题，现就可穿戴设备对心律失常

诊断的进展进行综述。

1 植入式循环记录仪

植入式循环记录仪（implantable loop recorder, ILR）

是插入胸部皮肤下方的小型装置。植入后，这些设备

作者简介：邢宇（1993-），男，在读硕士，主治医师，主要从事心血管内科工作。

通信作者：满荣海（1968-），男，硕士，主任医师，主要从事心血管介入、先心病治疗等方面工作，E-mail：*******************。

邢宇等：可穿戴设备对心律失常的诊断进展

181

小型设备组成，该导电板可与智能手机以及安装在用

户智能手机上的应用程序无线连接。其支持单导联心

电图记录。患者把每只手的两根手指放在口袋大小的

设备上。通过最少的训练，大多数人都可以轻松地记

录一个30 s的单导联心电图，并将其传输到安装在智能

手机上的应用程序中

[12]

。Koltowski L等

[13]

共分析了99

例KM的心电图和100例12导联心电图。在1例患者

中，由于潜在疾病（继发于帕金森病的震颤），无法进行

KM记录。对KM心电图和12导联心电图的比较显示，

后者的整体质量更优越（6 vs 0 - 差，41 vs 1 - 可接受，

52 vs 99 - 良好，P<0.001）。通过将其与12导联心电图

解释进行比较，对KM在节律确定方面的有效性进行了

评估。见表1、表2。

表1　KM对不同节律测试敏感性和特异性

Table 1　Sensitivity and specificity of KM to different rhythm tests

节律

窦性心律

心房颤动

心房扑动

起搏器节律

病理Q波检测

敏感性（%）

98.40

100.00

53.60

20.60

92.80

特异性（%）

100.00

93.70

74.20

P值

0.020

0.320

不适用

<0.001

0.008

会自动记录连续的心电图，或者当出现不适症状时，患

者可以使用可选的外部手持式设备或智能手机应用程

序手动激活仪器。无线技术使植入式循环记录仪与临

床医生、智能手机或平板电脑之间能够进行通信。来

自该设备的信息用于定期通知患者有关异常心律的信

息，评估患者症状与心脏节律的关系，并通过手动激

活，使患者能够自我管理

[3]

。

corder monitor, SCRM）也称为可插入式心脏监护仪（in‐

皮下循环记录仪（subcutaneous circulation-loop re‐

sert cardiac monitor, ICM），是植入式循环记录仪的一种，

可通过独特设计的插入工具植入人体。插入只需几分

钟，患者的心律情况可以被持续监控，设备数据上传到

远程护理网络，供临床医生远程审查。由于小型化和

远程监测的最新进展，对医疗保健提供者和患者都有

吸引力

[4]

。最新的皮下循环记录仪是在制造商提供的

“套件”帮助下植入的“可注射”设备，电池寿命2~4年不

等。这些设备体积小，不会干扰日常活动。与使用外

部监视器的患者相反，植入皮下循环记录仪的患者在

游泳或洗澡时不必采取任何预防措施。皮下循环记录

仪对患者更友好，适用于对外部监护仪中使用的电极

材料过敏患者。所有设备都与核磁共振兼容。一项对

16项研究（3项随机观察和13项观察研究）的荟萃分析

发现，皮下循环记录仪检测心房颤动的概率显著高于

常规策略（OR=4.54，95%CI 2.92~7.06，P<0.001）。另一

项对11项研究的荟萃分析（随机、观察和登记数据）也

发现，在隐源性卒中患者中，植入皮下循环记录仪患者

的房颤检出率比常规监测增加了5.7倍

[5]

。Dodeja AK

等

[6]

回顾性研究了22例接受皮下循环记录仪植入术的

成人先天性心脏病患者。皮下循环记录仪的结果导致

41%的患者管理发生改变。在另一项评估成人先天性

间为4.5个月

[7]

。另外血液透析患者也被发现有心律失

常的高风险，可以用皮下循环记录仪检测到

[8]

。在一项

对血液透析患者的研究中，皮下循环记录仪揭示了猝

死的原因，表明了该人群中无症状性心律失常的负

担

[9]

。最近的一项研究表明，皮下循环记录仪对充血性

心力衰竭患者可能有益；43%的患者使用皮下循环记录

仪引导了治疗改变

[10]

。另一组有心律失常风险的患者

患有睡眠呼吸暂停，其中20%的患者被发现患有隐匿

性房颤

[11]

。这些研究证实了皮下循环记录仪的发展为

心律失常性疾病的诊断做出了巨大贡献，但是因为其

仍需进行手术植入，也会给患者带来一些损伤，因此一

些更便捷的设备正在被研制出来。

表2　KM心电图和12导联心电图的平均PQ、RR和QT测量值（ms）

Table 2　Average PQ, RR and QT measurements for KM ECG and

12-lead ECG (ms)

类别

KM心电图

12导联心电图

160

180

853

880

393

400

心脏病住院患者皮下循环记录仪作用的研究中，皮下

循环记录仪使59%患者的疾病得到诊断，中位诊断时

有效性是毋庸置疑的，其标准与传统方法（即12导联心

电图）相当。以上数据证明了该仪器在心房颤动诊断

中的作用，为早期筛查心房颤动提供了新的手段，为患

者减轻了痛苦。

KM在预防和快速检测心房颤动和心房扑动方面的

3 超便携式心电图贴片

Zio Patch为例，其可以提供长达14 d的连续单导联ECG

超便携式心电图贴片目前越来越受人们欢迎。以

信号，在此期间无需更换电池。该装置也可以在症状

发作期间被激活。与传统的动态心电图设备相比，该

设备的优势在于其可以直接邮寄给患者并自行应用。

一旦监控期结束，就可以将其寄回医疗机构进行分析。

其最近被用于在基于人群的研究环境中检测非持续性

室性心动过速和室性期前收缩

[14]

。在一项针对146例

患者的研究中，Barrett PM等

[15]

证明，与动态心电图监测

相比，Zio Patch在总心律失常检测（心房颤动、房室传导

阻滞、室上性心动过速、室性心动过速和多态性室性心

动过速）方面具有更高的诊断率。然而，这些结果在很

大程度上是由监测持续时间的不平衡导致的（动态心

2 Kardia Mobile （KM）

图（electrocardiogram, ECG）的设备，可供苹果和安卓平

台的智能手机用户使用。其由一个带有两个导电板的

Kardia Mobile （KM）是一款便携式、移动、连接心电

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电图为

24 h，而Zio Patch为14 d）。事实上，对能进行

比，动态心电图监测仪检测到的心律失常事件明显更

24 h内监测的设备性能二次分析发现，与Zio Patch相

多。尽管如此，研究中93.7%的患者发现贴片舒适，而

动态心电图监测仪的这一比例为51.7%。一项横断面

研究对连续接受Zio Patch治疗心脏监测临床指征的患

者进行了横断面研究，结果显示，在最初的48 h后，很

大一部分心律失常患者都存在这些问题

[16]

，从而加强了

使用仪器的患者耐受设备进行长期监测的必要性。其

他基于贴片的心电图监测系统也被描述用于检测心律

失常。为此，已经发现Wellysis S-Patch Cardio可提供高

质量的心电图图形，从而能够评估室上性和室性心律

失常

[17]

。另外，ATP100贴片也被发现具有与传统ECG

监测系统相当的结果

[18]

。

2023年6月第9卷第6期

限性在于无症状阵发性心房颤动患者。光电容积描记

法的临床适用性已在许多研究中得到解决，大多数研究

表明，在没有心律失常的健康受试者中，基于光电容积

描记法的脉搏测量具有高准确性

[21]

。然而，对于心律失

常患者，特别是心房颤动患者，脉搏测量的准确性存在

歧义。

Inui T等

[22]

的研究中，比较了苹果手表系列3和充

电无线活动腕带（fitbit, FBT），并评估了从光电容积描

记法设备获得的脉搏率值和变化是否有助于检测阵发

性心房颤动。其研究的主要发现如下：①阵发性心房

颤动可以从脉搏率的趋势中足够精确地检测到，尽管

可能需要一些调整，例如，在不稳定的低血压状态下；

②基于光电容积描记法测量值的脉率可以与ECG的心

率相匹配，具有足够的准确性，尽管可能需要一些调

4 智能手表和健身手环

智能手表和健身手环，俗称“可穿戴设备”，可以使

用光学传感器的光电容积描记法（photocapacitance

plethysmography, PPG）被动地测量手腕的脉搏率。纵向

脉搏数据可以实时分析，以评估脉搏不规则性和变异

性，识别潜在的不规则心律，如心房颤动。Apple Watch

使用LED灯和光敏光电二极管测量手腕的血容量（流

量）的变化，并生成光电容积描记图，然后用于估计脉

搏。在手臂运动最小的时期观察到的光电容积描记信

号峰值之间的时间记录为脉冲之间的间隔

[19]

。

光电容积描记法允许在智能手表上被动和连续地

计算脉率。光电容积描记法捕获的每个脉冲信号都可

以解释为心电图上的R波，如果使用光电容积描记法可

以高精度地检测心房颤动中的R波，则可以根据脉率诊

断心房颤动

[20]

。因此，使用光电容积描记法检测心房颤

动的算法将是现有ECG监测的有吸引力替代方案，其局

整，例如，在心动过速期间；③与FBT和AppleWatch的S

模式相比，AppleWatch的W模式在AF检测和脉冲测量

方面具有最高的精度和精度。

5 结语

智能可穿戴设备的推出，预示着心律失常疾病的

早期检测和治疗前景越来越广阔。此外，其有可能减

轻致命性心律失常带来的巨大社会经济负担。但是

目前的可穿戴设备更多地是证明了其在心房颤动诊

断中的准确性，一些设备对于其他类型心律失常的准

确性尚不明确，尤其是智能手表、手环。因此需要更

多的临床研究来证实它们对于其他心律失常诊断的

准确性。另外对于除房颤外的心律失常诊断准确性

高的设备，其便捷性相对于智能手表要差一些。这也

为今后的研究指明了方向。同时还有其他的障碍阻

碍了临床的广泛应用，其中包括有关远程医疗的技术

问题或法律问题。

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