Rejestr bipolarnego trójodprowadzeniowego elektrokardiogramu skierowany przez pacjenta przy użyciu smartwatcha z funkcją EKG
11 grudnia 2019
Opisujemy protokół rejestracji trójodprowadzeniowego dwubiegunowego elektrokardiogramu przez smartwatch, który działa identycznie jak przewody Einthovena ze standardowych elektrokardiogramów. Dzięki temu pacjenci mogą samodzielnie rejestrować elektrokardiogramy natychmiast po wystąpieniu objawów.
Protokół ten umożliwia osobom posiadającym smartwatch z funkcją EKG zarejestrowanie trzech bipolarnych odprowadzeń sygnałowych EKG porównywalnych do odprowadzeń Einthoven od jednego do trzech ze standardowego EKG. Ta technika może pomóc w wykryciu zaburzeń rytmu serca lub niedokrwienia mięśnia sercowego. Pacjenci mogą pomóc lekarzowi zidentyfikować nieprawidłowości w EKG natychmiast po wystąpieniu objawów.
Metoda ta może być zasadniczo stosowana do wszystkich dwubiegunowych urządzeń rejestrujących EKG i smartwatchy z funkcją EKG, z wyjątkiem protokołu wysyłania pliku PDF do lekarza, który jest specyficzny dla aplikacji urządzenia. Ważne jest, aby osoba badana była w stanie wygenerować dobry kontakt ze skórą, szczególnie podczas nagrywania odprowadzeń numer dwa i trzy. Nagranie odprowadzeń Einthovena dwa i trzy może być trudne, ponieważ zegarek musi być umieszczony w dolnej części brzucha danej osoby.
Dlatego pozycja spoczynkowa jest obowiązkowa. Procedurę zademonstruje Sven Kaese, kolega z naszego działu. Aby zarejestrować standardowe EKG, użyj zwykłego urządzenia EKG i dostosuj prędkość przepływu papieru do 50 milimetrów na sekundę.
Wykonaj nagranie po pięciominutowym okresie odpoczynku w pozycji leżącej. Umieść elektrody prawego i lewego ramienia w pobliżu ramion, a elektrody prawej i lewej nogi w pobliżu kostek. Następnie umieść elektrody V1 i V2 w czwartej przestrzeni międzyżebrowej odpowiednio na prawej i lewej linii przymostkowej.
Umieść elektrodę V4 w piątej przestrzeni międzyżebrowej na linii środkowej obojczyka, a elektrodę V3 między V2 i V4. Następnie umieść elektrodę V5 w piątej przestrzeni międzyżebrowej na przedniej linii pachowej, a elektrodę V6 na środkowej linii pachowej. Gdy wszystkie elektrody znajdą się na swoim miejscu, zarejestruj standardowe 12-odprowadzeniowe EKG za pomocą urządzenia EKG. Zapisz EKG smartwatcha natychmiast po zarejestrowaniu standardowego EKG.
Włącz aplikację do rejestracji EKG, która zarejestruje 30 sekundowe EKG po prawidłowym kontakcie skóry ze smartwatchem. Nagraj Einthoven, umieszczając tył smartwatcha na lewym nadgarstku, a prawy palec wskazujący na koronce. Następnie nagraj Einthoven dwa, umieszczając go na lewym podbrzuszu, a prawy palec wskazujący na koronie.
Na koniec nagraj Einthovena trzy w tej samej pozycji, ale z lewym palcem wskazującym na koronie. Upewnij się, że prawy i lewy palec wskazujący nie stykają się ze skórą nadgarstka lub dolnej części brzucha i że fotografowany obiekt nie porusza się podczas nagrywania. Użyj funkcji Wyślij PDF do swojego lekarza, aby utworzyć dokument PDF z każdym odprowadzeniem EKG smartwatcha.
Następnie wydrukuj cyfrowe EKG na papierze w celu porównania ze standardowym EKG. Klasyfikuj wszystkie EKG smartwatcha jako umiarkowaną jakość, jeśli co najmniej trzy kolejne kompleksy QRS wykazują jakość sygnału wolną od zakłóceń i nie ma żadnych artefaktów w liniach izoelektrycznych między kompleksami. Jeśli dotyczy to 10 zespołów QRS, sklasyfikuj EKG jako dobrej jakości.
Następnie wykonaj analizę statystyczną EKG. Protokół zapisu smartwatcha został przetestowany na 100 zdrowych osobach, z których wszyscy poradzili sobie z procedurą zapisu EKG po krótkim samouczku. Spośród wszystkich zarejestrowanych EKG 92% miało dobrą jakość sygnału, a 8% umiarkowaną jakość sygnału.
Pomimo różnych prędkości zapisu krzywych EKG standardu i smartwatcha, morfologie trzech kanałów były wyraźnie identyczne. Trzech zaślepionych kardiologów zostało poproszonych o przypisanie EKG smartwatcha do odpowiednich elektrod Einthovena w każdym badaniu, a wszyscy trzej poprawnie przypisali EKG od 89 uczestników. Wszystkie błędy przypisania zostały popełnione w EKG o dobrej jakości sygnału, ale błędy wystąpiły u osób statystycznie starszych.
Podejmując się tej procedury, najważniejsze jest wykonanie nagrań w warunkach spoczynku, aby uzyskać najlepszą jakość sygnału EKG. Zapisy EKG odprowadzeń klatki piersiowej mogą być również rejestrowane za pomocą urządzenia mobilnego w celu uzyskania dodatkowych informacji o wewnętrznej ścianie lewej komory. Technika ta może umożliwić szerokie wykorzystanie potencjału diagnostycznego w warunkach ambulatoryjnych w przypadku zaburzeń kardiologicznych.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejszy protokół umożliwia pacjentom zarejestrowanie trzech dwubiegunowych elektrokardiogramów za pomocą smartwatcha, działającego analogicznie do standardowych odprowadzeń Einthovena. Metoda ta pozwala na natychmiastowy zapis EKG po wystąpieniu objawów, co wspomaga wykrywanie problemów kardiologicznych.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Elektrofizjologia
- Kardiologia
- Technologia ubieralna
Wstęp
- Smartwatche z funkcją EKG stają się coraz powszechniejsze.
- Wczesne wykrywanie arytmii serca ma kluczowe znaczenie dla rokowań pacjentów.
- Tradycyjne EKG wymagają warunków klinicznych, co ogranicza natychmiastowy dostęp pacjenta do badania.
- Celem niniejszego protokołu jest umożliwienie pacjentom samodzielnego monitorowania stanu zdrowia serca.
Cel badania
- Umożliwienie pacjentom samodzielnego rejestrowania zapisów EKG.
- Ułatwienie natychmiastowej identyfikacji nieprawidłowości w EKG.
- Ocena wykonalności wykorzystania smartwatchy do rejestracji EKG.
Zastosowane metody
- Wykorzystanie smartwatcha z funkcją EKG.
- Rejestracja trzech odprowadzeń dwubiegunowych porównywalnych z odprowadzeniami Einhovena.
- Zapewnienie dobrego kontaktu ze skórą podczas rejestracji.
- Specyficzny protokół przesyłania danych EKG do dostawców opieki zdrowotnej.
Główne wyniki
- Pacjenci mogą z sukcesem rejestrować zapisy EKG porównywalne z metodami standardowymi.
- Natychmiastowe gromadzenie danych wspomaga szybką interwencję medyczną.
- Odnotowano trudności w prawidłowym rozmieszczeniu elektrod.
- Potencjał do szerszego zastosowania w różnych urządzeniach.
Wnioski
- Niniejszy protokół zwiększa zaangażowanie pacjentów w monitorowanie zdrowia serca.
- Rejestracja EKG za pomocą inteligentnego zegarka może być cennym narzędziem w praktyce klinicznej.
- Konieczne są dalsze badania w celu optymalizacji technik rozmieszczenia elektrod.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla Przemysłu
Niniejszy protokół umożliwia pozyskiwanie danych z trójodprowadzeniowego bipolarnego EKG inicjowane przez pacjenta z wykorzystaniem powszechnie dostępnej technologii smartwatchy, co wypełnia krytyczną lukę w ambulatoryjnym monitorowaniu pracy serca. Dzięki ułatwieniu natychmiastowego rejestrowania danych wyzwalanego przez objawy, protokół ten wspiera wczesne wykrywanie arytmii oraz niedokrwienia mięśnia sercowego, zwiększając tym samym pewność predykcyjną w ocenie ryzyka sercowo-naczyniowego. Podejście to jest zgodne z modelami zdecentralizowanych badań klinicznych oraz generowaniem dowodów z rzeczywistej praktyki klinicznej (real-world evidence), oferując skalowalne narzędzie do walidacji celów oraz ograniczania ryzyka mechanistycznego w programach rozwoju leków ukierunkowanych na kardiologię.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Wartość naukowa: Umożliwia weryfikację hipotez terapeutycznych dotyczących bezpieczeństwa i skuteczności kardiologicznej dzięki dostępnym, generowanym przez pacjentów danym elektrofizjologicznym.
- Wartość operacyjna: Wspiera ograniczanie ryzyka biologicznego poprzez dostarczanie ilościowych, zsynchronizowanych czasowo parametrów EKG do badań nad zaangażowaniem celu i modulacją szlaków.
Przesiewanie i opracowywanie testów
- Wartość naukowa: Przygotowuje zwalidowane systemy biologiczne (osoby badane) do dalszych etapów analizy poprzez ustanowienie niezawodnego i powtarzalnego procesu pozyskiwania sygnału EKG w układzie tródprowadnym.
- Wartość operacyjna: Rozwiązuje kwestie standaryzacji i powtarzalności testów poprzez zdefiniowane protokoły kontaktu ze skórą oraz klasyfikację jakości sygnału (umiarkowana/dobra) w oparciu o klarowność zespołu QRS i stabilność linii izoelektrycznej.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Wartość naukowa: Omówienie znaczenia w kontekście chorób poprzez zdolność wykrywania arytmii serca i niedokrwienia mięśnia sercowego, co umożliwia dopasowanie translacyjnych biomarkerów w farmakologii bezpieczeństwa sercowo-naczyniowego.
- Wartość operacyjna: Opis ciągłości od etapu odkrywania po walidację przedkliniczną poprzez zapewnienie nieinwazyjnego, ambulatoryjnego monitorowania stanowiącego pomost między modelami in vitro/in vivo a przewidywaniem wyników klinicznych.
Integracja potoków i przepływu pracy
Metoda ta wpisuje się w kontinuum procesu odkrywania leków, od walidacji celu po identyfikację związku wiodącego, w szczególności w odniesieniu do wskazań kardiologicznych, w których bezpieczeństwo elektrofizjologiczne stanowi kluczowe kryterium decyzji go/no-go.
- Biologia odkrywcza: Wspiera testowanie hipotez i wyjaśnianie szlaków sygnałowych, umożliwiając pomiar aktywności elektrycznej serca jako funkcjonalny odczyt modulacji celu.
- Przesiewanie: Opisuje gotowość analizy poprzez prowadzenie rozmieszczenia elektrod zgodnie z protokołem (Einthoven I, II, III) oraz natychmiastowy zapis po standardowym EKG w celu zapewnienia porównywalności.
- Analityka: Podkreśla ilościowe pomiary zmiennych zależnych (morfologia zespołu QRS, klasyfikacja jakości sygnału), które pozwalają zespołom porównywać warunki i oceniać zmienność międzyosobniczą.
- Badania translacyjne: Łączy metodę z ciągłością przedkliniczną, umożliwiając korelację cech EKG ze smartwatcha z benchmarkami standardowego EKG 12-odprowadzeniowego, co wspiera decyzje o dalszym rozwoju skorygowane o ryzyko.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Przedstawia metodę jako możliwość wielokrotnego wykorzystania w obszarach terapeutycznych wymagających monitorowania bezpieczeństwa serca, zmniejszając zależność od zbierania danych EKG w placówkach.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: zwiększenie pewności prognostycznej w ocenie bezpieczeństwa kardiologicznego, redukcja niejednoznaczności mechanistycznej w walidacji celu oraz wsparcie fenotypowego przesiewu w kierunku zaburzeń elektrofizjologicznych.
- Wartość operacyjna: standaryzacja poprzez protokół w pozycji leżącej w spoczynku, powtarzalność na poziomie 92% wysokiej jakości zapisów u zdrowych ochotników oraz skalowalność dzięki wdrożeniu konsumenckich urządzeń ubieralnych.
- Wartość strategiczna: lepsze decyzje typu go/no-go dzięki wczesnemu wykrywaniu niedokrwienia i arytmii, efektywność kapitałowa poprzez zmniejszenie obciążenia ośrodków klinicznych oraz zredukowane ryzyko biologiczne na późnych etapach programów rozwoju leków sercowo-naczyniowych.
- Wpływ na portfolio: priorytetyzacja skorygowana o ryzyko w oparciu o progi jakości sygnału ECG (np. ≥10 kompleksów QRS bez zakłóceń dla wysokiej jakości) oraz decyzje o kontynuacji badań oparte na dokładności przypisywania odprowadzeń przez kardiologa w ślepym badaniu (89/100 poprawnych w próbie).
Wskazówki dotyczące wdrożenia
- Wymagana wiedza specjalistyczna z zakresu elektrofizjologii oraz projektowania interfejsów sensorów ubieralnych.
- Potrzebne instrumentarium i infrastruktura analityczna obejmują smartwatch z funkcją ECG, możliwość eksportu do formatu PDF oraz suwmiarkę papierową lub cyfrową do analizy zespołu QRS.
- Wymagania dotyczące standaryzacji międzyzespołowej w zakresie szkolenia z rozmieszczenia elektrod, w szczególności dla odprowadzeń Einthovena II i III ze względu na trudności z pozycjonowaniem w dolnej części brzucha.
- Kwestie adaptacji w różnych systemach modelowych ograniczone do ludzi ze względu na zależność od interakcji pacjenta z urządzeniem i kontaktu ze skórą.
- Ograniczenia praktyczne obejmują trudności w uzyskaniu optymalnego kontaktu elektrod II i III ze skórą oraz obniżoną dokładność przypisania u osób statystycznie starszych, mimo dobrej jakości sygnału.
