在心血管疾病中的运用

Application of remote ECG monitoring with artificial intelligence in cardiovascular diseases

吕煜焱 丁思霄 赵逸凡 熊婧

张毅 朱梦云 刘伟静

彭文辉 姚建华 陈维 徐亚伟

作者单位：200072 上海市第十公民医院心内科

通信作者：徐亚伟，电子信箱：xuyawei@tongji.edu.cn

据《中国心血管病报告2018》宣布，我国心血管病患病率及去世亡率仍处于上升阶段，心血管病患病人数2.9亿，心血管去世亡占所有疾病去世亡的40%以上，居首位，高于肿瘤和其他疾病[1]。
个中，急性冠状动脉综合征和严重的心律失落常最值得关注，其发生溘然，难以预测。
若能早期捕捉及检测到心电数据并提醒患者及时就诊，可以显著降落心血管去世亡。

人工智能化的远程心电监测技能

远程心电监测是利用通信、互联网等当代信息传输技能，将患者的心电图仪器记录到的心电数据实时采集、远间隔传输到心电诊断中央，进行实时诊断剖析，并对危急值进行自动报警。
随着科技水平发展，远程心电监测技能先后经历了电话传输心电监测系统、基于个人电脑的远程心电监测系统、基于互联网的远程心电监测系统、无线远程心电监测系统以及便携式心电监测系统[2]。

远程心电监测心电数据传输不受韶光、地点限定，数据传输速率快，保真度高。
基于上千万心电数据片段演习的人工智能(artificial intelligence，AI)剖析算法，可以准确识别每次心跳非常，实时预警。
AI技能的参与，可使远程心电监测系统医疗做事效率大大提高。
提升监测敏感性与时效性，规避一定医疗轇轕；拓展了医疗做事边界，不受医院园地限定；同时降落了基层年夜夫的技能需求。
然而，AI的准确性和特异性仍有待进一步完善，这也是近年来人工智能化远程心电监测的研究热点。
通过智能可穿着设备联合AI，实现智能化远程心电监测终端和云端大数据平台，将移动可穿着设备作为心电旗子暗记采集和传输的桥端，通过采集穿着者心电旗子暗记并利用无线通讯技能将心电旗子暗记实时传输至心电诊断中央后，基于大数据演习的人工智能化心电诊断系统通过高效准确的大数据比对，从而实现无地域、无韶光限定的全天候实时采集与监测。
此外，为担保AI的准确性和特异性，可配备全职年夜夫团队对预警心电旗子暗记进行剖析，从而供应双重保障。

人工智能化远程心电监测在心血管疾病中的临床运用

人工智能化远程心电监测在心血管疾病中的运用已越来越多，并已成为近年来的研究热点。
移动设备(如移动电话、移动监测设备和个人数据支持等)的创新、研究和履行促进支持了医疗和公共卫生实践，尤其是在预防、心脏康复和教诲领域。
同时，伴随着智好手机运用程序的\"大众爆发式增长\"大众、环球定位系统(GPS)、5G通讯技能和蓝牙技能的进一步发展，也可涉及更繁芜的运用策略，如心血管疾病预警等。
目前，远程心电监测适用于高危心源性猝去世的患者，各种偶发或阵发的心律失落常，不明缘故原由的心悸、胸闷、胸痛，围术期患者，心脏康复患者，监测抗心律失落常药物疗效的患者等。

01 人工智能化远程心电监测在冠心病中的运用

统计显示，多数ST段抬高型心肌梗去世(ST-elevated myocardial infarction，STEMI)患者去世于院外。
2017年欧洲心脏病学会[3]和2013年美国心脏病学会[4]分别揭橥的关于STEMI的管理指南中指出，影响患者再贯注的紧张缘故原由是就医延迟、院内延迟及区域间差异。
我国STEMI现状也类似。
因此，降落STEMI患者去世亡率的关键是缩短患者呼救韶光(就医延迟和院内延迟)和改进区域不平衡[5]。
监测设备的利用和人工智能平台的建立，为缩短呼救韶光和平衡区域间的治疗差异供应了可能。
我们前期成功申请到国家科技部\"大众数字化诊疗装备研发\"大众项目(急性心肌梗去世的数字化诊疗办理方案)，联合海内多家心电高科技公司进行科技攻关。
针对高、中、低危患者给予不同的可穿着设备进行远程心电监测，将患者心电图实时发送至云平台并进行人工智能化的自动预警，如果疑似STEMI，可得到早期诊断和及时处理。
同时可结合移动PACS系统(远程会诊系统、远程信息传输系统、实时影像传输系统等)，从而缩短患者救治韶光并改进区域间救治不平衡。
我们项目互助单位的初步临床研发结果显示，2017年，25万人次的心电记录，250亿次心动剖析中，系统自动识别1 043万次非常报警，并筛选出符合危急预警标准的进行电话预警(预警电话呼出17.96万次)，预警患者38万人次。
个中，危急值预警总数为38 080例，个中ST-T改变27 399例(占72.0%，图1)，共抢救了218例患者，个中急性冠状动脉综合征36例(尚未揭橥数据，表1)。
我院心电诊断中央数据显示，2017年1月1日至2018年10月31日共有效戴机6 533例，成功实现了实时电话预警3 852次(尚未揭橥数据)。
因此，随着远程心电监测系统运用范围的扩大，相信会有更多患者从中获益。

图1 2017年度危急值预警分类构成比(数据来自项目互助单位)

表1 2017年度远程心电监测危急值统计a

注：a数据来自项目互助单位

此外，急性心肌梗去世患者开通血管后，随意马虎涌现室性期前紧缩、室性心动过速、心室颤动等，也可引起缓慢性心律失落常。
远程心电监测系统的运用使患者术后心电信息及时发送并处理，挽救了许多患者生命。

02 人工智能化远程心电监测在心律失落常中的运用

心律失落常是常见的心血管疾病，室性心动过速/心室扑动/心室颤动和心脏骤停是引起心源性猝去世的紧张缘故原由，已成为青壮年人群的紧张杀手[6]。
2017年美国心脏病学会在预防心源性猝去世的指南中指出，针对心源性猝去世高危患者，如尚未达到植入式心律转复除颤仪(implantable cardioverter-defibrillator，ICD)植入指征，或有ICD植入指征但存在ICD禁忌证的患者，建议利用可穿着式远程心电监测系统，可及时创造并处理[7]。
此外，还可用于围术期监测及抗心律失落常药物疗效不雅观察。
在ICD植入患者的随访中创造，远程家庭监控系统的心律失落常发生和报告方面，较传统随访办法更快捷安全[8]。
我们项目互助单位的数据也显示，2017年通过人工智能化远程心电监测预警室性心动过速6 337例(占16.6%)，成功抢救了室性心动过速/心室扑动/心室颤动共120例，各种停搏33例(表1)。

此外，远程心电监测系统显著提高了心房颤动的检出率[9]。
而心房颤动的后续治疗紧张包括药物治疗和导管溶解术。
在药物治疗中，患者服用抗心律失落常药物一样平常须要3～7 d才能发挥疗效，此时可通过远程心电监测来不雅观察药物疗效，调度药物剂量及方案。
在导管溶解治疗中，可通过远程心电监测进行术后随访，不雅观察患者是否完备肃清心房颤动。
通过远程心电监测可更早地创造术后复发，使患者尽早接管进一步治疗，从而提高患者生活质量[10]。

心力衰竭是各种器质性心血管疾病的终极转归。
心力衰竭患者常会表现出心律失落常(心房颤动、室性期前紧缩、室性心动过速、心室颤动等)，使心功能进一步受损[11]。
利用远程心电监测，可及时预警病情变革，从而调度治疗方案，有效减少急诊及入院率[12]。
《中国心力衰竭诊断和治疗指南2018》指出，通过心脏再同步治疗(cardiac resynchronization therapy，CRT)可纠正心力衰竭患者的心脏失落同步以改进心力衰竭，或采取ICD治疗预防心源性猝去世。
2011年CONNECT研究对1 997例植入ICD或CRT-D的患者进行了15个月随访，创造远程心电监测组的年夜夫临床决策韶光与传统随访组比较显著缩短(4.6 d比22 d，P<0.01)，并极大程度促进了心律失落常的检出率[13]。
因此，2015年心律协会推举远程心电监测为所有东西治疗随访的Ⅰ类适应证[14]。

03 人工智能化远程心电监测在心脏康复中的运用

心脏康复治疗是促进心血管疾病二级预防，也是所有心血管疾病患者照顾护士的主要组成部分[15]。
心脏康复治疗紧张包括运动干预、社交干预和生理干预。
美国心脏病学会和天下各地心肺康复学组均推举远程心电监测下的运动干预，而且运动前也须要进行远程心电监测[15-16]。

小结和展望

AI技能的加入，使远程心电网络的代价得到进一步表示。
对付个人而言，首先是就近得到优质医疗资源的诊疗，更加便捷；其次，提前筛查尽早诊治，降落心血管疾病危害；此外，转诊绿色通道，减少等待韶光，减少开支。
对付医院而言，扩大优质医疗资源区域影响力与社会代价；第二，提高基层医疗机构及年夜夫的技能水平，提升百姓信赖度；第三，通过基层首诊与转诊模式，缓解就医压力，提升医疗资源利用率。
对付政府而言，符合中心政策，有助于实现国家医疗改革目标；考验结果互认，降落医保开支，更好地利用资金与资源；末了构建区域心血管预警网络，降落心血管疾病去世亡率，造福百姓。

然而，人工智能化远程实时心电监测也存在一些问题和局限性。
首先，缺少有效科学依据。
技能的快速发展和竞争激烈的商业化市场导致许多技能缺少证据。
为了促进临床年夜夫和患者对这些技能的参与，需前辈行明确验证。
目前正在揭橥和进行的越来越多临床试验旨在进行验证、并缩小不同技能之间的差距。
其次，在线安全隐患。
随着技能的发展，有可能会失落去隐私权，这可能会对个人产生影响。
第三，长期影响目前未知。
用户参与程度会随着韶光推移而减弱，因此，需明确对康健的好处是否会长期持续下去，或者研究掩护策略以确保参与度。
其余，还须要探索程序最佳组合和本钱效益问题，以帮助医疗做事供应商确定是否、何时以及如何将这些技能纳入当前的医疗做事中。

人工智能化远程实时心电监测供应了无与伦比的机会，可以改变医疗保健的供应办法，从而改进医疗做事，为患者及医护职员供应便捷，降落医疗本钱，改进临床预后。
与传统医疗模式比较，人工智能化远程实时心电监测可提高效率和结果，可更有效地供应行为改变干预方法。
但是，仍须要进一步和持续的临床研究来确定人工智能化远程实时心电监测的功效和本钱效益，以及如何将其转化为对患者真正可靠、有效的防治手段。

参考文献

[1] 胡盛寿，高润霖，刘力生，等．《中国心血管病报告2018》概要[J]. 中国循环杂志，2019, 34(3): 209-220.

[2] 潘荣全，张焕基，郭攸胜，等. 远程心电监测系统的研究进展[J]. 心血管康复医学杂志，2018, 27(4): 488-491.

[3] Ibanez B, James S, Agewall S, et al. 2017 ESC Guidelines for the management of acute myocardial infarction in patients presenting with ST-segment elevation: The Task Force for the management of acute myocardial infarction in patients presenting with ST-segment elevation of the European Society of Cardiology (ESC)[J]. Eur Heart J, 2018, 39(2): 119-177.

[4] Ghimire G, Gupta A, Hage FG. Guidelines in review: 2013 ACCF/AHA Guideline for the Management of ST-Elevation Myocardial Infarction[J]. J Nucl Cardiol, 2014, 21(1): 190-191.

[5] 陈新军，郑若龙，李伟章，等. 基于手机微信群通讯办法对基层急性心肌梗去世救治模式的磋商[J]. 中国心血管杂志，2016, 21(2): 120-125.

[6] 王立祥，孟庆义，余涛. 2016中国心肺复苏专家共识[J]. 解放军医学杂志，2017, 42(3): 243-269.

[7] Al-Khatib SM, Stevenson WG, Ackerman MJ, et al. 2017 AHA/ACC/HRS Guideline for Management of Patients With Ventricular Arrhythmias and the Prevention of Sudden Cardiac Death: Executive Summary: A Report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Clinical Practice Guidelines and the Heart Rhythm Society[J]. J Am Coll Cardiol, 2018, 72(14): 1677-1749.

[8] Linde C, Braunschweig F. Cardiac Resynchronization Therapy Follow-up: Role of Remote Monitoring[J]. Card Electrophysiol Clin, 2015, 7(4): 797-807.

[9] Halcox JPJ, Wareham K, Cardew A, et al. Assessment of Remote Heart Rhythm Sampling Using the AliveCor Heart Monitor to Screen for Atrial Fibrillation: The REHEARSE-AF Study[J]. Circulation, 2017, 136(19): 1784-1794.

[10] Dubner S, Auricchio A, Steinberg JS, et al. ISHNE/EHRA expert consensus on remote monitoring of cardiovascular implantable electronic devices (CIEDs)[J]. Europace, 2012, 14(2): 278-293.

[11] 王华. 中国心力衰竭的防控回顾[J]. 中国心血管杂志，2019, 24(5): 397-398. DOI：10.3969/j.issn.1007-5410.2019.05.001.WangH. Review on prevention and control of heart failure in

[12] Landolina M, Perego GB, Lunati M, et al. Remote monitoring reduces healthcare use and improves quality of care in heart failure patients with implantable defibrillators: the evolution of management strategies of heart failure patients with implantable defibrillators (EVOLVO) study[J]. Circulation, 2012, 125(24): 2985-2992.

[13] Crossley GH, Boyle A, Vitense H, et al. The CONNECT (Clinical Evaluation of Remote Notification to Reduce Time to Clinical Decision) trial: the value of wireless remote monitoring with automatic clinician alerts[J]. J Am Coll Cardiol, 2011, 57(10): 1181-1189.

[14] Slotwiner D, Varma N, Akar JG, et al. HRS Expert Consensus Statement on remote interrogation and monitoring for cardiovascular implantable electronic devices[J]. Heart Rhythm, 2015, 12(7): e69-100.

[15] Price KJ, Gordon BA, Bird SR, et al. A review of guidelines for cardiac rehabilitation exercise programmes: Is there an international consensus？[J]. Eur J Prev Cardiol, 2016, 23(16): 1715-1733.

[16] Balady GJ, Williams MA, Ades PA, et al. Core components of cardiac rehabilitation/secondary prevention programs: 2007 update: a scientific statement from the American Heart Association Exercise, Cardiac Rehabilitation, and Prevention Committee, the Council on Clinical Cardiology; the Councils on Cardiovascular Nursing, Epidemiology and Prevention, and Nutrition, Physical Activity, and Metabolism; and the American Association of Cardiovascular and Pulmonary Rehabilitation[J]. Circulation, 2007, 115(20): 2675-2682.

本文来源

吕煜焱, 丁思霄, 赵逸凡, 等. 人工智能化的远程心电监测在心血管疾病中的运用[J]. 中国心血管杂志, 2020, 25(3): 270-273. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5410.2020.03.014.

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