建立远程心电监测系统平台的意义（一）

刘鸣 张林 余秀明

专家讲座

建立远程心电监测系统平台的意义（一）

刘鸣 张林 余秀明

心电监测； 远程会诊； 心律失常； 工程技术； 设备

1 前言

在信息时代，互联网的发展日新月异，这些发展也逐渐衍生到了医疗行业。世界卫生组织（World Health Organization，WHO）关于“电子医疗”（e-Health）概念的阐述，即在卫生保健领域使用信息和通信技术，其中包括远程医疗，即利用信息和通信技术，向偏远地区传递卫生保健服务。20世纪末远程医疗已经在全球范围内推广，引起公众的广泛注意并吸引了大量资金的投入[1]。

2 心血管病的发展情况

2015年WHO的报告显示，心血管病是全球的头号死因。据2014年《中国心血管病报告》统计，我国心血管病死亡占城乡居民总死亡原因的首位，每5例死亡者中就有2例死于心血管病。因此，预防和控制心血管相关疾病将是目前医学领域中面临的严峻挑战。

心血管病中急性心肌缺血或严重的心律失常事件更值得关注。许多患者是在发病前1到2周有“先兆表现”。虽然有不少患者到医院就诊，但因发病时间短，到医院时往往没有症状或症状已经消失。如果能在早期捕捉及检测到心电数据并及时就诊，将会降低心血管疾病发作的风险系数。

目前医院门诊常用的心律失常无创检查方法仍是心电图和24小时动态心电图（Holter）。但因心律失常常有突发突止、持续时间短、发作无规律等特点，在某一时刻进行的心电图往往难以捕捉到阵发性心律失常的图形。Holter虽能够记录24～48小时的心电信息，提高心律失常检出率，但如果在佩戴时没有出现亚临床症状或临床事件，试验的结果就有不确定性；且它不能长期佩戴，属于回顾性分析，实时性差[2,3]。

可见，仅通过医院的常规心电检查、发病入院后的监护等还远不能满足心脏病患者的监护需求，必须重视对心血管疾病的早期诊断和长期监护。

此外，随着植入式心脏电子设备的发展和使用人群的扩增，设备安装术后的随访成为日益重要的医疗任务。据统计，在2007年，美国约有1 000 000例进行心脏电子设备植入的患者，每年需要进行至少4 000 000次的随访[4,5]。植入心脏电子设备的患者随访标准是在植入后1个月和3个月分别随访一次，此后每3～6个月随访一次[5]。这种随访方式加重了临床医生的工作任务，也增加了患者的经济负担[6]。

在植入型心律转复除颤器（implantable cardioverter defibrillator，ICD）的传统随访中，随访日程的安排也会根据不同的设备、医生的倾向性和资源的可利用性而有所差异，而远程监控系统可以弥补这些差异。同时，在既往的传统随访中，患者在非随访时间的数据记录是空白的，而这些时间占据了大部分比例；且考虑到患者的依从性和医生的工作强度，也不宜进行过于频繁的随访。远程心脏监测可以将这大片空白时间的数据记录下来，以此更准确评估患者的发病率/死亡率，也为电子设备的改进提供了数据支持[7]。

3 远程医疗的发展

对于发展中国家而言，最重要的远程医疗应用是远程咨询，包括专家远程会诊和运用远程诊断技术为偏远地区的患者实施专业化的医疗服务。远程会诊系统可以成为不同地区的专家进行临床病例讨论的通信系统。它实现了医生之间的实时交流，并能储存和转送信息。同时，该系统的成本较低，并使用低带宽网络，使它成为发展中国家最常用的远程医疗应用[1,8]。

越来越多的大型医院通过构建心电图网络系统，把分散在医院各科室的心电图机、动态心电分析仪，运动负荷分析系统的心电信号整合到医院信息化管理中，实现心电图检查流程化、自动化，心电图诊断报告集中储存和随时调阅，并基于此技术来搭建心电信息诊断平台。除了门诊、病房的心电资料，还可以接收社区、患者家庭等不同地方传输过来的心电图，集中诊断，实现医院心电图数字化存储和信息化共享，进行远程医疗。远程医疗的快速发展，也体现了快速、及时治疗患者这一临床基本原则。

已有研究表明，临床上应用动态血压与动态心电图监测妊娠期高血压疾病，应用动态心电图进行起搏器随访，都比常规的检查有更高的异常检出率，差异具有统计学意义。把这些检查项目也应用于远程医疗，能进一步提高对心律失常、心肌缺血的检出率，也可对患者的血压进行系统全面的监控，为临床医生的用药方案提供支持依据[9,10]。

近年来，国家颁布了越来越多的与远程医疗相关的法律法规。2012年1月30日卫生部文件指出：城乡卫生医疗机构是基层卫生服务网络重要组成部分，在农村居民基本公共卫生服务中发挥着主体作用，其卫生资源合理配置和有效畅通直接影响农村卫生事业发展[11]。2014年8月29日国家卫生计生委发布了《国家卫生计生委关于推进医疗机构远程医疗服务的意见》，这有利于规范远程心脏监护技术对慢性病患者的管理，优化医疗资源配置，实现优质医疗资源下流，提高医疗服务能力和水平，进一步贯彻落实《中共中央国务院关于深化医药卫生体制改革的意见》的精神[12]。

综上所述，远程心电监测系统的构建与发展，是顺应信息社会、电子医疗、优化医疗资源的发展趋势，可以对与心电图异常有关的疾病进行早期发现、早期诊断和早期治疗，并对现有资料进行分析，比较其益处和风险，将资源放在最有效的治疗方案上，提高医疗的有效性，使患者有效地使用医疗费用，获得最佳转归[13]。

4 远程心电监测技术的发展

远程心电监测是应用现代传输技术将心电图仪器记录到的心电信息远距离传输到心电诊断中心，进行实时分析并将结果回传患者和主管医生，可以及时发现患者心电异常并在需要时联系后续救治[13]。随着不同时代的科技发展水平，远程心电监测技术的发展也呈现出不同面貌：电话传输心电监测系统（tanstelephonic electrocardiographic monitoring，TTM）→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→便携式心电监测系统。

4.1 电话传输心电监测系统 电话传输心电图系统是集诊断、心脏急救、指导治疗和心脏保健为一体的新型监护方式。它是以微机为基础的心电传输、接收和心电数据库管理系统，通过电话传输心电信息和计算机处理实现对患者的心电监护。患者应用记录/发射器可随时随地通过电话向监测中心传输心电信息，医生根据心电改变和患者诉说的病情，向患者提供诊断及治疗意见[14]。TTM在1971年首次用于起搏器的远程随访，它可以评估起搏器的电池状态和分析感知、起搏功能，同时可以进行短暂的心率记录。自20世纪70年代起，TTM成为起搏器随访的标准配置[15]。

1973年，Peter等报道了用TTM观察急性心肌梗死后心律失常、永久性起搏器植入术后与诊断不明的阵发性心悸患者，认为TTM有助于检测出急性心肌梗死后出院患者的异位室性激动，发现恶性心律失常和起搏器功能异常，并为阵发性心悸及晕厥患者提供诊断依据。近年来关于这些方面的报道日益增多，此项技术已成为20世纪末家庭心脏监护的重要手段之一[14]。

4.2 基于个人电脑的远程心电监测系统 随着电脑的普及和发展，研究人员研发出以个人电脑为平台，将患者的心电数据转换成数字信号导入电脑，再借助心电数据分析软件，对相关数据进行显示、分析、通讯、储存乃至初步诊断的远程心电监测系统[16]。

该系统通过数据采集卡捕捉患者的心电信号并显示在监护器上。此系统使用三个电极作为检测心电信号的感受器，两个感受器分别放置在左右手腕，第三个感受器，也就是参考电极，放置在脚踝处。心电图监护器的图形用户界面是通过Lab－VIEW软件模块设计的，医生可以由此监测信号波形。另外，数字化的心电数据可以保存为文本文档的格式，方便以后的提取和展示。该系统还将异常心搏的显示可视化。随着技术的进一步发展和成熟，近期，基于个人电脑的远程心电监测系统开始使用Visual Basic 6.0在时域和频域进行心率变异性的分析[17]。

虽然基于个人电脑的远程心电监测系统的发展日益完善，具有较高的时效性和强大的数据存储与分析功能，但也存在一些问题。该系统无法随时随地进行心脏监控，且大量心电信号的分析需要耗费较长时间，个人电脑需要较高的成本投入[16]。

4.3 基于互联网的远程心电监测系统 虽然既往TTM、基于个人电脑的远程心电监测系统在心脏监护方面的应用价值得到一定认可，但随着互联网、计算机技术的发展，这些系统逐渐显露出一定的弊端。

2009年，Crossley等[15]在发表的文章中，针对基于互联网的远程监控系统（试验组）和传统电话传输心电监测系统（对照组），就起搏器随访的优缺点进行了一项多中心的前瞻性、随机化研究。研究结果表明，在（375±140）天的随访中，试验组的早期临床事件（包括会增加卒中、心衰风险的事件，反映起搏功能的事件和电池状态的事件）的发生比对照组多，两组的差异有统计学意义（P<0.01，见图1）。且前者首次报告临床事件的平均时间比电话传输系统早（5.7个月比7.7个月），检出率也更高（66%比2%）。

该研究指出电话传输系统还存在以下一些方面的缺陷：①需要后勤管理人员进行电话安排；②该系统依附于心电图描记设备；③老年患者普遍存在一定程度的听力和视力障碍，不利于服从医生的电话指令。更重要的是，因为该系统的描图功能过于简单，只能进行短暂的心率记录，且数据采集频率低，医生不能及时介入治疗。

与TTM相比，基于互联网的远程心电监测系统可以将起搏器系统的各类信息储存在记忆装置里，这些信息将被传送到一个中心服务器，患者和家属可以通过网络访问看到这些信息；该系统可以早期、及时报告临床事件，在一定程度上减少临床工作的负担，把精力集中于异常事件的报告和设备检查；也减少了患者到诊室随访的次数和时间。

4.4 无线远程心电监测系统 ICD的远程随访发展至今，已经有自动进行无线传输数据的功能，可以在患者没有察觉的情况下，将患者除颤仪中记录的数据（包括设备常规检测和发生临床事件时的数据）传输到家庭监护器和中心服务器。

植入除颤仪的患者发生房颤、房扑的风险更高，因而发生血栓栓塞和充血性心力衰竭的风险也更高[18-20]。既往在没有无线远程心电监测的情况下，房速/房颤只能通过定期诊室随访，或因有相关症状出现、血栓栓塞、心衰恶化导致的非预约性就诊来发现。

Crossley等[6]进行了一项多中心、前瞻性的随机化研究，纳入了136个临床机构中1997例植入ICD或CRT-D的患者进行了15个月的随访。结果发现，医生的平均临床决策时间（从临床事件发生到医生做出决策之间的时间）从传统随访组的22天减少到无线远程心电监测组的4.6天（P<0.01，图2），且无线远程心电监测系统极大程度地促进了对房速/房颤的发现和报告，这方面的临床决策时间从24天减少至3天。患者平均住院时间从4天减少至 3.3天（P=0.002，图 3）。

但是，带有自动报警功能的无线远程心电监测系统出现了有触发警报但没有传输数据的情况，分析可能有以下原因：①家庭监护器没有启动；②患者远离了家庭监护器覆盖的工作范围；③家庭监护器没有接通电路；④家庭监护器没有连接电话线。可见，即使是无线传输系统，也存在一定的技术限制[6]，不能随时随地进行远程的心电监控和数据传输，因此不受时空限制的便携式心电监测系统成为发展趋势。

4.5 便携式心电监测系统 Kara等[21]研发了一种小型心电图监护仪，带有图形LCD屏和心音图系统，医生可以在进行心电图检查的同时进行心音听诊，为患者提供了实时了解自身状况的机会。该仪器使用的是Microsoft Visual C++的程序语言。此外，还有一些便携式的心电图监测仪带有USB的存储功能，能够经由4个电极通过标准导联的放置收集心电图信号并进行存储，然后在个人电脑上进行后续的加工处理。现在，研究人员已经开发出集采集心电信号、蓝牙功能和LabVIEW软件模块于一体的便携式心电监护仪，心电信号采集后可用于心率、心率变异性和心电图波形的分析。然而，这类设备都是基于Microsoft Windows的操作系统设计的，需要支付昂贵的版权费用。

近年，Tan等[17]开发出便携式 Linux 12导联心电监测系统（图4），与上述系统相比，它可以：①让患者进行无时空限制的自我健康状况的监测；②通过嵌入式Linux平台进行远距离会诊；③能够在任何地方安装（例如办公室、家里、卫生保健中心和救护车）；④重要特征——与既往的微软操作系统相比，可以免权限地升级软件（低成本性）；⑤有抵御干扰的隔离电路。

（本文图片后插一）

（未完待续）

［1］Alkmim MBM，Marcolino MS，Figueira RM，et al.Factors Associated with the Use of a Teleconsultation System in Brazilian Primary Care.Telemedicine and e-Health，2015，21：473-483.

［2］Banchs JE，Scher DL.Emerging Role of Digital Technology and Remote Monitoring in the Care of Cardiac Patients.Med Clin North Am，2015，99：877-896.

［3］张荣生，顾翔.远程心电监测应用于心律失常诊断的可行性和效果.中华老年多器官疾病杂志，2015，14：757-762.

［4］Santini M，Ricci RP，Lunati M，et al.Remote monitoring of patients with biventricular defibrillators through the CareLink system improves clinical management of arrhythmias and heart failure episodes.J Interv Card Electr，2009，24：53-61.

［5］Wilkoff BL，Auricchio A，Brugada J，et al.HRS/EHRA Expert Consensus on the Monitoring of Cardiovascular Implantable Electronic Devices（CIEDs）：Description of Techniques，Indications，Personnel，Frequency and Ethical Considerations.Heart Rhythm，2008，5：907-925.

［6］Crossley GH，Boyle A，Vitense H，et al.The CONNECT（Clinical Evaluation of Remote Notification to Reduce Time to Clinical Decision）Trial.J Am Coll Cardiol，2011，57：1181-1189.

［7］Varma N，Epstein AE，Irimpen A，et al.Efficacy and Safety of Automatic Remote Monitoring for Implantable Cardioverter-Defibrillator Follow-Up：The Lumos-T Safely Reduces Routine Office Device Follow-Up （TRUST） Trial.Circulation，2010，122：325-332.

［8］Nerlich M，Balas EA，Schall T，et al.Teleconsultation practice guidelines：Report from G8 Global Health Applications Subproject 4.Telemed J E Health，2002，8：411-418.

［9］满红梅.动态心电图在起搏器随访中的重要临床价值.中国伤残医学，2015，23：121-122.

［10］夏里丰，胡红宇，王庆军.动态血压与心电图监测在妊娠期高血压疾病中的应用.中国乡村医药，2015，22：21-22.

［11］肖一柳，黄清梅，卢业敏.远程心电图会诊系统在广西农村地区应用意义.医药前沿，2015，5：160-161.

［12］王红宇.远程心脏监护技术在慢性病管理中的应用.实用心电学杂志，2015，24：100-101.

［13］中国医药信息学会心脏监护专业委员会.中国远程心电监测专家建议（讨论稿）.实用心电学杂志，2015，24：305-308.

［14］孟繁华.电话传输心电图监测系统的应用与进展.国外医学心血管疾病分册，1996，23：281-283.

［15］Crossley GH，Chen J，Choucair W，et al.Clinical Benefits of Remote Versus Transtelephonic Monitoring of Implanted Pacemakers.J Am Coll Cardiol，2009，54：2012-2019.

［16］李萍，王瑞，鉏振伟，等.远程心电监护系统研究的发展与展望.当代医学，2011，17：18-20.

［17］Tan T，Chang C，Huang Y，et al.Development of a Portable Linux-Based ECG Measurement and Monitoring System.J Med Syst，2011，35：559-569.

［18］Capucci A，Santini M，Padeletti L，et al.Monitored Atrial Fibrillation Duration Predicts ArterialEmbolic Events in PatientsSuffering From Bradycardia and AtrialFibrillation Implanted With Antitachycardia Pacemakers.J Am Coll Cardiol，2005，46：1913-1920.

［19］ Wang TJ.TemporalRelations ofAtrialFibrillation and Congestive Heart Failure and Their Joint Influence on Mortality：The Framingham Heart Study.Circulation，2003，107：2920-2925.

［20］Glotzer TV，Daoud EG，Wyse DG，et al.The Relationship Between Daily Atrial Tachyarrhythmia Burden From Implantable Device Diagnostics and Stroke Risk：The TRENDS Study.Circ Arrhythm Electrophysiol，2009，2：474-480.

［21］Kara S，Kemaloglu S，Kirbas S.Low-Cost Compact ECG With Graphic LCD and Phonocardiogram System Design.J Med Syst，2006，30：205-209.

The significance of remote ECG monitoring system platform（Part 1）

ECG monitoring； Remote consultation； Arrhythmia； Engineering technology； Equipment

远程心电网络平台建立的研究（项目编号：WG14D01）

430022 湖北省武汉市，武汉亚洲心脏病医院心肺功能检测中心

10．3969/j．issn．1672－5301．2016．11．001

R540.4+1

A

1672-5301（2016）11-0961-04

2016-05-11）