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 zapis trzech bipolarnych elektrokardiogramów przy użyciu inteligentnego zegarka, działającego analogicznie do standardowych odprowadzeń Einhovena. Metoda ta pozwala na natychmiastowy zapis EKG po wystąpieniu objawów, co wspomaga diagnostykę problemów kardiologicznych.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Elektrofizjologia
- Kardiologia
- Technologia urządzeń ubieralnych
Wprowadzenie
- Smartwatche z funkcją EKG stają się coraz bardziej popularne.
- Wczesne wykrycie arytmii serca ma kluczowe znaczenie dla rokowań pacjentów.
- Tradycyjne badanie EKG wymaga warunków klinicznych, co ogranicza natychmiastowy dostęp pacjentów do diagnostyki.
- Celem niniejszego protokołu jest umożliwienie pacjentom monitorowania stanu zdrowia ich serca.
Cel badania
- Umożliwienie pacjentom samodzielnego rejestrowania EKG.
- Ułatwienie natychmiastowej identyfikacji nieprawidłowości w zapisie EKG.
- Ocena wykonalności wykorzystania inteligentnych zegarków 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 powodzeniem rejestrować zapisy EKG porównywalne ze standardowymi metodami.
- Natychmiastowe zbieranie danych wspomaga szybką interwencję medyczną.
- Zauważono trudności w prawidłowym rozmieszczeniu elektrod.
- Potencjał szerszego zastosowania w różnych urządzeniach.
Wnioski
- Niniejszy protokół zwiększa zaangażowanie pacjentów w monitorowanie zdrowia serca.
- Rejestracja EKG za pomocą smartwatcha 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 dwubiegunowego EKG trzechodprowadzeniowego przez pacjenta przy użyciu powszechnie dostępnej technologii smartwatchy, co pozwala na wypełnienie krytycznej luki w ambulatoryjnym monitorowaniu pracy serca. Dzięki ułatwieniu natychmiastowego rejestrowania danych w odpowiedzi na wystąpienie objawów, metoda ta wspiera wczesne wykrywanie arytmii oraz niedokrwienia mięśnia sercowego, zwiększając tym samym pewność prognostyczną 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 terapeutycznych i 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 związanych z bezpieczeństwem i skutecznością kardiologiczną dzięki dostępnym danym elektrofizjologicznym generowanym przez pacjentów.
- Wartość operacyjna: Wspiera ograniczanie ryzyka biologicznego poprzez dostarczanie ilościowych, zsynchronizowanych czasowo parametrów EKG do badań nad zaangażowaniem celu i modulacją szlaków.
Przesiew i opracowywanie testów
- Wartość naukowa: Przygotowuje zwalidowane systemy biologiczne (ludzi) do dalszych etapów analizy poprzez ustanowienie niezawodnego i powtarzalnego procesu akwizycji sygnału EKG w układzie trójodprowadzeniowym.
- Wartość operacyjna: Adresuje kwestie standaryzacji i powtarzalności badania poprzez zdefiniowane protokoły kontaktu z 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 dla diagnostyki chorób poprzez zdolność wykrywania arytmii serca i niedokrwienia mięśnia sercowego, co umożliwia dostosowanie translacyjnych biomarkerów w farmakologii bezpieczeństwa układu sercowo-naczyniowego.
- Wartość operacyjna: Opis ciągłości procesu od etapu odkrywania po walidację przedkliniczną poprzez zapewnienie nieinwazyjnego pomostu monitorowania ambulatoryjnego pomiędzy modelami in vitro/in vivo a przewidywaniem wyników klinicznych.
Integracja potoku i przepływu pracy
Metoda ta wpisuje się w kontinuum procesu odkrywania leków, od walidacji celu po identyfikację związku wiodącego, szczególnie w przypadku wskazań kardiologicznych, gdzie bezpieczeństwo elektrofizjologiczne jest kluczowym kryterium decyzji go/no-go.
- Biologia odkrywcza: Wspiera testowanie hipotez i wyjaśnianie szlaków sygnałowych poprzez umożliwienie pomiaru aktywności elektrycznej serca jako funkcjonalnego odczytu modulacji celu.
- Przesiewanie: Opisuje gotowość testu poprzez prowadzenie rozmieszczenia elektrod zgodnie z protokołem (Einthoven I, II, III) oraz natychmiastowy zapis EKG po standardowym badaniu w celu zapewnienia porównywalności.
- Analityka: Podkreśla ilościowe pomiary zmiennych zależnych (morfologia kompleksu QRS, klasyfikacja jakości sygnału), które pozwalają zespołom porównywać warunki i oceniać zmienność międzyosobniczą.
- Badania translacyjne: Łączy tę metodę z ciągłością przedkliniczną, umożliwiając korelację cech EKG ze smartwatcha z benchmarkami standardowego EKG 12-odprowadzeniowego, co wspiera decyzje o dalszym rozwoju z uwzględnieniem ryzyka.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Przedstawia metodę jako możliwość wielokrotnego zastosowania w obszarach terapeutycznych wymagających monitorowania bezpieczeństwa kardiologicznego, co zmniejsza zależność od gromadzenia danych EKG w ośrodkach.
Wpływ operacyjny i organizacyjny
- Wartość naukowa: Pewność prognostyczna w ocenie bezpieczeństwa kardiologicznego, redukcja niejednoznaczności mechanistycznej w walidacji celu oraz wsparcie dla przesiewu fenotypowego w zakresie 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 wykorzystaniu urządzeń ubieralnych dla konsumentów.
- Wartość strategiczna: Lepsze decyzje typu go/no-go dzięki wczesnemu wykrywaniu niedokrwienia/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 szumów dla dobrej jakości) oraz decyzje o dalszym rozwoju oparte na dokładności przypisania odprowadzeń przez kardiologa w ślepej próbie (89/100 poprawnych w badaniu).
Kwestie dotyczące wdrożenia
- Wymagana wiedza naukowa z zakresu elektrofizjologii oraz projektowania interfejsów czujników ubieralnych.
- Potrzebna aparatura i infrastruktura analityczna obejmują smartwatch z funkcją EKG, możliwość eksportu do formatu PDF oraz cyfrowy lub papierowy surary do analizy zespołu QRS.
- Wymogi standaryzacji międzyzespołowej w zakresie szkolenia z rozmieszczenia elektrod, w szczególności dla odprowadzeń Einhovena II i III ze względu na trudności z pozycjonowaniem w dolnej części brzucha.
- Rozważania dotyczące adaptacji w różnych systemach modelowych ograniczone do ludzi ze względu na zależność od interakcji pacjenta z urządzeniem oraz kontaktu ze skórą.
- Ograniczenia praktyczne obejmują trudności w uzyskaniu optymalnego kontaktu elektrod II i III ze skórą oraz mniejszą dokładność przypisania w grupach badawczych osób starszych, mimo dobrej jakości sygnału.
