人工智能化的远程心电监测在心血管疾病中的应用(完整版)

1、人工智能化的远程心电监测在心血管疾病中的应用(完整版)据中国心血管病报告2018报道，我国心血管病患病率及死亡率 仍处于上升阶段,心血管病患病人数2.9亿，心血管死亡占所有疾病死亡 的40%以上,居首位，高于肿瘤和其他疾病1。其中Z急性冠状动脉综 合征和严重的心律失常最值得关注，其发生突然，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,可以显著降低心血管死亡。人工智能化的远程心电监测技术远程心电监测是利用通信、互联网等现代信息传输技术，将患者的心 电图仪器记录到的心电数据实时采集、远距离传输到心电诊断中心,进行 实时诊断分析，并对危急值进行自动报警。随着科技水平发展,远程心电 监

2、测技术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时间、地点限制，数据传输速度快， 保真度高。基于上千万心电数据片段训练的人工智能(artificial intelligence , AI)分析算法，可以准确识别每次心跳异常Z实时预警。AI 技术的参与，可使远程心电监测系统医疗服务效率大大提高。提升监测敏 感性与时效性,规避一定医疗纠纷；拓展了医疗服务边界,不受医院场地 限制；同时降低了基层医生的技能需求。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

3、智能化远程心电监测的硏究热点。通过 智能可穿戴设备联合AI ,实现智能化远程心电监测终端和云端大数据平 台，将移动可穿戴设备作为心电信号采集和传输的桥端,通过采集穿戴者 心电信号并利用无线通讯技术将心电信号实时传输至1电诊断中心后,基 于大数据训练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、无时间限制的全天候实时采集与监测。此外,为保证Al 的准确性和特异性,可酉己备全职医生团队对预警心电信号进行分析”从而 提供双重保障。人工智能化远程心电监测在心血管疾病中的临床应用人工智能化远程心电监测在心血管疾病中的应用已越来越多，并已成 为近年来的研究热点。移动设备(如移动电话、

4、移动监测设备和个人数据支 持等)的创新、硏究和实施促进支持了医疗和公共卫生实践,尤其是在预防、 心脏康复和教育领域。同时，伴随着智能手机应用程序的爆发式增长、 全球定位系统(GPS). 5G通讯技术和蓝牙技术的进一步发展，也可涉及更 复杂的应用策略，如心血管疾病预警等。目前，远程心电监测适用于高危 心源性猝死的患者，各种偶发或阵发的心律失常，不明原因的心悸、胸闷、 胸痛，围术期患者，心脏康复患者,监测抗心律失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应用统计显示，多数ST段抬高型心肌梗死（ST-elevated myocardial infarction , STEMI）患者死

5、于院外。2017年欧洲心脏病学会和2013 年美国心脏病学会4分别发表的关于STEMI的管理指南中指出，影响患 者再灌注的主要原因是就医延迟、院内延迟及区域间差异。我国STEMI现状也类似。因此,降低STEMI患者死亡率的关键是缩 短患者呼救时间（就医延迟和院内延迟）和改善区域不平衡5。监测设备的 使用和人工智能平台的建立，为缩短呼救时间和平衡区域间的治疗差异提 供了可能。我们前期成功申请到国家科技部数字化诊疗装备硏发项目（急 性心肌梗死的数字化诊疗解决方案）,联合国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戴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

6、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）Z从而缩短患者救治时 间并改善区域间救治不平衡。我们项目合作单位的初步临床硏发结果显示，2017年，25万人次的 心电记录，250亿次心动分析中,系统自动识别1 043万次异常报警，并 筛选出符合危机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。其中，危急值预警总数为38 080例，其中ST-T改变27 399例（占72.0% ,图1）,共抢救了 218例患者Z其中急性冠状动脉综 合征36例（尚未发表数据，表1）

7、。我院心电诊断中心数据显示,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（尚未发表数据）。因此，随着远程心电监测系统应用范围的扩大，相信会有更多患者从中获 益。Q-T间期延长2.9%阵发性室上性心动过速1.6%锻Je幣图1 2017年度危急值预警分类构成比（数据来自项目合作单位）事件数目戴机量198 108报警片段条数10 429 430电话数179 677无人接听/拒接15 672危急值预警总例数38 080危急值分类室性心动过速6 337心室扑动、心室撷动104长间歇2 516QKS波诺进行性增宽32r-T改变27 399Q-T间期

8、延长1 087阵发性室上性心动过速605抢救病例分类室性心动过速、心室扑动、心室颤动120急性冠状动脉综合征36ORS波群逬行性增宽23长间歇33阵发性室上性心动过速6表1 2(H 7年度远程心电监测危急值统计a注：a数据来自项目合作单位此夕卜,急性心肌梗死患者开通血管后,容易出现室性期前收缩、室性 心动过速、心室颤动等，也可引起缓慢性心律失常。远程心电监测系统的 应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尖常中的应用心律失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死的主要原因,已成为青壮年人群的主要杀手6

9、o 2017年美国心脏病学会在预防心源性猝死的指南中指出，针对心源 性猝死高危患者，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，建议使用可穿戴式远程心电监测系统，可及时发现并处理7 o此外，还可用于围术期监测及抗心律失常药物疗效观察。在ICD植 入患者的随访中发现，远程家庭监控系统的心律失常发生和报告方面，较 传统随访方式更快捷安全8。我们项目合作单位的数据也显示，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

10、动过速/心室扑动/心室颤动共120例,各类停搏33例俵 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 动的后续治疗主要包括药物治疗和导管消融术。在药物治疗中，患者服用 抗心律失常药物一般需要3 7 d才能发挥疗效,此时可通过远程心电监 测来观察药物疗效,调整药物剂量及方案。在导管消融治疗中,可通过远 程心电监测进行术后随访，观察患者是否完全消除心房颤动。通过远程心 电监测可更早地发现术后复发，使患者尽早接受进一步治疗，从而提高患 者生活质量1 o心力衰竭是各种器质性心血管疾病的最终转归。心力衰竭患者常会表 现出心律失常(心房颤动、室性期前收缩、室性心动过速、心室颤动等),

11、 使心功能进一步受损11o利用远程心电监测，可及时预警病情变化，从 而调整治疗方案，有效减少急诊及入院率12。中国心力衰竭诊断和治 疗扌旨南2018指出Z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同步以改善心力衰竭，或采 用ICD治疗预防心源性猝死。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，发现远程心电监测组的医生临床决 策时间与传统随访组相比显著缩短(4.6 d比22 d , P0.01),并极大程度 促进了心律失常的检出率13o因此，2015年心律协会推荐

12、远程心电监测 为所有器械治疗随访的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应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 护理的重要组成部分15o心脏康复治疗主要包括运动干预、社交干预和 心理干预。美国心脏病学会和世界各地心肺康复学组均推荐远程心电监测 下的运动干预，而且运动前也需要逬行远程心电监测15-16o小结和展望Al技术的加入，使远程心电网络的价值得到进一步体现。对于个人而言，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，降低心血管疾病危害；此外，转诊绿色通道，减少等待时间，减 少开支。对于医院而言，扩大优质医疗资源区域影响力与

13、社会价值；第二, 提高基层医疗机构及医生的技术水平，提升百姓信任度;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。对于政府而言， 符合中央政策，有助于实现国家医疗改革目标；检验结果互认，降低医保 开支,更好地利用资全与资源；最后构建区域心血管预警网络,降低心血 管疾病死亡率,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, 缺乏有效科学依据。技术的快速发展和竞争激烈的商业化市场导致许多技 术缺乏证据。为了促进临床医生和患者对这些技术的参与Z需先进行明确 验证。目前正在发表和进行的越来越多临床试验旨在进行验证、并缩小不 同技术之间的差距。其次,在线安全隐患。随着技术的发展，有可能会失 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 与程度会随着时间推移而减弱，因此，需明确对健康的好处是否会长期持 续下去，或者硏究维护策略以确保参与度。另外，还需要探索程序最佳组 合和成本效益问题，以帮助医疗服务提供商确定是否、何时以及