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心电图学
1.7.4.5.1 第一节 各种心电监测技术

第一节 各种心电监测技术

一、重症心电监护技术

(一)产生背景 重症心电监测产生于20世纪60年代初期,与现代心肺复苏、电除颤技术几乎同时应用于临床。由于心电监测可及时发现急性心肌梗死早期的严重室性心律失常,使这部分患者能得到及时的除颤治疗,死亡率大大下降,故该项技术很快得到推广。早先心电监测仪实际仅局限于只能显示单个通道的心电图示波器(图65-1),以后随着信号采集和处理技术的改进,特别是计算机技术的应用,使心电监测仪器朝着多通道、多参数测算、记忆显示和随机记录等高技术领域方向发展,因而使得心电监护技术在临床诊断及抢救中的作用逐渐增大,准确性不断提高。到目前为止,已经出现了诸如血流动力学、呼吸、氧合等多参数监测技术的综合心电监护仪(图65-2)。其中心电监测仍是患者多种生命体征最基本、最重要的监测参数,其应用范围也从心脏病学扩大到内、外、妇、儿等多科领域,并逐渐走向院前和社区危重患者的抢救,成为医护人员不可缺少的一项技术手段。

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图65-1 单踪心电监护示波仪上的心电图示波内容

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图65-2 兼有血压和指容积图的心电除颤监护仪

(二)监测目的 传统的观点认为,心电监护是利用简单而优化的导联对受监护者进行长时间的心电图显示、记录与分析。鉴于监护导联的局限性,心电监护的主要内容也仅局限于ST段监护和心律失常监护。随着近年来监护仪器技术水平的不断进步,多导联同步监护技术的发展及应用于临床(图65-3),心电监护逐渐加入波群形态学分析的内容。特别值得提及的是,改良的12导联同步监护和持续性心电向量图监护技术的应用,心电波群的形态学分析已经接近常规体表12导联心电图的各项内容。尽管监护心电图尚不能替代体表心电图,但心电监护技术已经能为临床提供与体表心电图极为接近的各项参数指标。

心电监测的主要目的是及时探知危及生命的心律失常,如心室颤动、室性心动过速、心室停搏等,以便医护人员及时采取治疗措施。除此之外,也可用于观察重症患者有无其他致命性心律失常,评价治疗效果。过去十分重视所谓“警告性”心律失常,如成对室性期前收缩、R波落在T波上等,现在对此已有不同认识。除急性心肌梗死和Q-T延长综合征等情况外,这种“警告”并不很有价值,要做具体分析。除应用一些特殊的技术外,一般不应以心电监测来观察患者的其他心电图改变。

再次特别说明的是,心电图监测不能取代常规心电图检查。

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图65-3 心电监护中心监护台所显示的多床位心电图

(三)仪器设备 心电监测仪是心电监测的最基本单元。由具有不同的监测仪组合的监测系统,可满足不同监护患者的需要。先前的重症心电监测系统由多个床边机和中心台组成。每个床边机可持续对一个重症患者进行心电图持续监护。床边机将通过导联传来的心电图实时显示在电子屏幕上以外,还可将心电信号送到中心监护台上实时显示。这样无论在床边实施重症抢救,还是在中心监护室观察病程,都能给临床医护人员提供实时的心电信息。在中心监护室的医护人员还可同时对多床位、多病员进行实时心电图监护(图65-3)。当集中监护的床位超过中心监护仪的最大显示通道数时,医护人员尚可通过选择开关来对所选监护患者进行选择性监护。中心台和床边机都配备有心电图记录器,对所发生的阳性心电事件进行实时记录。

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图65-4 持续性VCG监护:正交心电图模式

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图65-5 多参心电监护仪,心电图与血压和ST段趋势图同时显示

随着电子技术的迅猛发展,监测系统的组合已经有了很大的灵活性和适应性,可完成多参数综合监测、信息处理、资料贮存、打印报告等各种功能(图65-4、5)。不同的监护病房,应根据监护对象、工作人员多少、各项技术的开展情况以及资金情况,来选择不同的监测系统。图61-6为较理想的现代监测系统示意图。在这个监测系统中,中心处理器与床边监测仪形成所谓“中心监测仪”是双向关系,信息图形及处理结果可以相互传送。另外,不同的监测系统也可以通过计算机网络系统实现连接,甚至实现整个医院的联网,对信息的传递、各种仪器功能的开发,以及提高工作效率,将起到不可估量的作用。

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图65-6 现代监测系统示意图

(四)技术要点 受检者人体的心电信号是通过监护导联线传送至心电监护仪器的。在电极位置的选择上要注意以下几个原则:①尽量使正极位于负极的下方;②尽量避开听诊和除颤的部位;③一旦定好位置,尽量不要移动;④电极安放的位置在人体躯干部,尽量避免在肢体及肌肉组织松弛的部位安放电极,以免导线抖动影响心电图信号记录的质量。

对大多数患者,三个胸前双极导联系统已经能够满足监测的需要。电极一般分别位于右上胸、左上胸和左下胸(图65-7)。根据这种位置,监测仪可提供三种导联选择:Ⅰ导联:右上(-)—左上(+);Ⅱ导联:右上(-)—左下(+);Ⅲ导联:左上(-)—左下(+)。其中Ⅱ导联清楚,QRS波群为正向波,用作长期监测最为理想。

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图65-7 胸前三极监测导联

少数患者因肢体导联低电压,或需进行S-T段监测,需要选用与常规心电图近似的导联,此时可选用四极或六极导联系统(图65-8)。有4个探查电极(加上参考电极共有5个)的称为EASI监护导联系统,组合的基本心电图为改良的正交导联体系。经过特有的关系矩阵运算可产生这种与常规心电图相似的图形,其过程称之为12导联同步心电图的重建。重建的心电图导联标记方法与常规心电图相同,也有学者主张导联名称前加“m”以期与真12导联常规体表心电图进行区别,如mⅠ、mⅡ、maVF等。

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图65-8 胸前五极监测导联

有6个探查电极(加上参考电极共有7个)的称为双极正交导联系统。组合的心电图为双极正交导联(XYZ)心电图。实际在临床中这种监护导联体系不多用。三通道的Holter监护和心室晚电位(LP)检测等项目常用此导联。

由于患者情况不同,以上所述常规导联偶尔不能产生理想的心电图,此时可以试用其他连接方法,如所谓MCL1、MCL6等。

3.滤波技术 心电监测应使图形长时间保持稳定,其目的是保证资料的完整性和可靠性。因此心电监测要采取比常规心电图更大范围的滤波。多数监测仪的低频滤波上限为4hz,可滤掉因体位变化、呼吸动作等造成的基线漂移,高频滤波下限为30hz,可滤掉肌肉震颤和交流电干扰造成的杂波等。滤波器的应用使心电图的波形有一定程度的失真,如波形变圆、振幅下降、挫折消失等,特别是可滤掉起搏信号,给临床阅读好、分析和诊断造成一定的困难。这是除导联电极位置变动外,监护心电图不能替代体表心电图的另一重要原因之一。监测仪一般可提供2~3个滤波范围,以适应不同患者的需要。

4.波幅调节 为适应不同监测导联产生的不同波形,一般监测仪均采取振幅连续可调式,屏幕及记录下来的心电图均不是标准电压心电图。对于以心律失常为主要监测目的者,这样做是有益的。具有S-T段监测功能的监测仪,设有标准电压心电图的选择功能,可根据病情选用。

5.理想的心电波形 为满足监测和心律失常分析的需要,所调节的监测心电图应达到如下要求:①P-QRS-T波清晰;②QRS波群以单向波形为主;③P波、T波不高于R波的1/4;④室性期前收缩图形明显与正常者不同。

6.报警系统的设置 不同监测仪可提供不同功能的报警选择。最常用的是心率报警,具有可调节的上、下限;尚有心律失常分析报警;其他监测参数也有报警功能。监测时应根据患者的情况进行设置。在目前的电子技术条件下,报警错误是不可避免的,而且为了提高报警的敏感性,必然在一定程度上损失其特异性。但因此而将报警系统全部关闭的做法是不可取的。

(五)心律失常分析 监测心律失常时,监测仪可及时对所设置的心律失常做出实时报警,并根据其严重程度做出不同级别的警示;存储有意义心电图信号段,并积累心律失常趋势性数据资料;回顾分析的绘测趋势图及表格以及相关的编辑修改功能;描记有意义心电图片段,分析打印报告等。正确设置心律失常的分析,将有助于提高重症监护的质量,特别是对心室颤动、室性心动过速的及时识别,可大大提高抢救成功率。

(六)s-T段监测 具有此项功能的监测仪,除需特殊的软件外,还需多导联系统(五极以上)和标准电压心电图两个条件,而且示波屏幕上可选择一条以上心电图波形同时显示,并可以调节J点的部位,监测点在J点后的时间,以及S-T升高和降低的报警范围。这项功能对于有S-T动态改变的冠心病患者有一定的帮助。

二、遥测心电图

遥测心电图是指心电放大器及其导联线和传感器等由受检者佩戴,按一定的要求安置在人体上,监测的心电信号不是直接打印或存储,而是通过发射器将信号发射到空间,由专门的心电监测接收机来获取心电图的一种检查技术。其中,将人体低频的心电信号转化为高频或超高频信号发射到空间称为调制,将接受到的高频心电调制信号进行还原的过程称为解调。遥测心电图按照发射距离的不同分为近程、远程和超远程等。载人宇宙飞船等航天技术多采用超远程遥测心电监护技术对宇航员心脏情况进行实时监护,医院则多采用近程的心电遥测监护。当发射—接收距离达到一定的程度时,需加大心电调制信号的发射功率,因而要纳入无线电管理的范畴中,因此中远程心电遥测技术受频道的影响和长距离抢救不便的双重原因而限制了其临床应用。

遥测心电图具备常规有线的实时信号监护和Holter的无线牵连的双重优点。

(一)监测目的 遥测心电监测主要用于可以活动的患者,了解患者有无心律失常,或临床症状与心电图的关系。因此,一般适用于普通病房的患者,或患者不绝对卧床时的监测。由于遥测心电监测不能提供其他监测参数,而且一般也不设置床边监测仪,所以不适用于重症监护病房。

(二)仪器设备 由两部分组成:一为遥测发射机,其主要功能是通过心电导联获取心电图,经调制处理后以无线电波的形式发送出去;二为中心接收仪,从无线电波中接收发射机发来的信号,经解调处理后转化为心电图,其功能与普通中心监测台相同。在这个系统中,信号的传递与处理只能是一对一单向的。

(三)技术要点 在重症监测技术要点中所述内容一般均适于遥测。遥测一般只有三极导联系统,可选择的图形受到一定的限制,如心电图波形理想,亦可进行心律失常分析。决定发射机与接收仪的距离是遥测心电监测质量上好坏的一个重要因素。监测仪说明书中标有最长监测距离,多数为数十米。但实际应用时较这个数字要短一些,其原因主要是建筑结构对无线电波的影响,及其他电器设备的干扰等。原则上设在病房的中央位置,跨病房遥测是不可取的。

三、电话心电监测

(一)监测目的 电话监测是近20年发展起来的监测技术。这种方法最大的优点是将患者家里与监测中心连接起来,只要电话传递质量有保证,即可进行长途监测或移动监测。患者长期地持有监测器,可反复、多次送图,而且可以进行实时或很短时间内的回顾监测,这就弥补了动态心电图的不足。因受电话线路的限制,这种监测每次不可能时间太长,其监测结果目前也没有很完善的分析系统。电话心电监测主要适用于症状发作周期较长的患者,和需要立即知道监测结果并需要给以指导的患者。一般仍以心律失常为主要监测目的,如偶尔发作的室上性心动过速、阵发房性心动过速、室性心动过速、起搏器失灵等。在国外,这种方法已用于急救网中,医护人员在抢救现场请求监测中心会诊心电图、抢救指导等。

(二)电话监测所需仪器设备 电话监测的工作原理见图65-9,监测器可通过导联系统获取心电图,然后将其转化为音频信号,通过电话线路传到监测中心,经处理器再次转化为心电图,并可示波、记录、贮存或打印。为患者自己使用的监测器只有两极导联,只能进行单一导联监测。其工作方式即可实时监测,也可监控不同时间长度的贮存监测,并具有循环记忆功能,可保证症状出现后一定时间起动监测仍可记录到所发生的事件。为抢救人员使用的监测仪还可记录几个导联的心电图(图65-10)。

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图65-9 电话监测工作原理示意图

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图65-10 电话传输心电图

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图65-10 (续)电话传输心电图

(三)电话监测技术要点

1.患者教育 监测器虽操作十分简单,医护人员仍要耐心指导患者学会安放电极,连接导联,启动记录,发送心电图及更换电池的方法,以保证监测质量。

2.监测中心要有专门人员值班,不但要正确记录、贮存患者发来的心电图,而且要有解释心电图及指导治疗的能力。

四、远程心电监测

远程医学(Telemedicine)是指在不同地点(农村与城市之间、城市与城市之间、同一城市的不同地点、不同国家和不同大陆之间)的医疗专业人员与患者,或者医疗专业人员之间,通过信息和通讯技术实施的一种新型医学。它包括通过文字、声音、图像等形式,安全可靠地传输患者所需的医疗数据和信息来完成疾病的预防、诊断、治疗以及患者随访。远程心脏病学是一种患者或社区医生借助于有线和无线等现代通信手段,异地或远程直接与心脏病专家交流的心脏病学医疗模式。远程心脏病学的应用使心脏病患者得到及时而准确的诊断和治疗,也部分解决了边远地区或农村缺少心脏病专家的问题。远程心电监测是远程心脏病学的重要组成部分。

(一)远程心电监测的运行模式

1.预录远程心电监测 是远程心电监测的一种形式,它将两地交换的信息,在传输之前(或之后),以某种形式记录(储存)下来,这样发送者和接收者就不必同步处理信息,接受者可稍后处理接受的信息。这种系统又称为贮存—传输系统(stored-for wardsystems),其缺点是不能实时动态监测

2.实时远程心电监测 指患者的心电信息实时地发送到一个可实时接收信息的中心,二者实时同步完成。

(二)远程心电传输方式

1.常用的传输方式 有线电话传输(TTM)、手机传输、特殊网络(比如HIS系统传输,NASA)、Internet、跨国(跨大陆)经有线或卫星传输、多种技术共同传输(比如,手机+网络)等(图65-11~16)。

2.植入心脏电器械(CIED)的监测系统(图65-17)

3.我们目前常用的心电监测系统(图65-18)

(1)stored and forward与Real-time结合,实时监测与Holter结合(iHolter)

(2)定时预约会诊网络传输(图65-19)

(3)手动事件触发网络传输(图65-20)

(4)异常事件触发网络传输(图65-21)

(5)在线随访网络传输(图65-22)

(6)离线监测模式功能 iHolter具有心脏离线监测模式,可以切断脱离移动网络,保持继续心脏监测分析预警,24小时连续监测记录,自适应分析预警,方便患者用户在保密会议场所或航空飞行环境下使用;

移动定位:iHolter具有可选择的位置定位功能,该功能启动时,城市区域精度为10~30m。对于有定位需求的用户,可以选择提供移动定位服务,医院在患者用户突发情况可以准确锁定用户位置

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图65-11

这个系统通过一个可移动的无线ECG感应器(AWES)为患者提供了长期的、实时的监测。RECAD平台包括四个子系统:AWES,本地进入服务器,远程进入服务器和远程监管服务器

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图65-12 手机传输

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图65-14 Internet

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图65-15 跨国(跨大陆)传输

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图65-16 多种技术共同传输

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(2)图65-17 植入心脏电装置(C I ED)的监测系统

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图65-18 实时监测与Holter结合

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图65-19 定时预约会诊网络传输

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图65-20 手动事件触发网络传输

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图65-21 异常事件触发网络传输

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图65-22 在线随访网络传输

(三)临床应用

1.心脏急症 急诊多发生在远离中心医院的地方,不得不接受非专科人员的治疗,远程心脏病学可给非专科人员以最早期帮助和支持。

2.心律失常 远程监测可能对高风险VT患者的发现有价值。

3.冠心病 要求十二导同步心电图。由于发生过急性心肌梗死的患者有更高的致命性心律失常发生风险,而且心律失常的早期除颤治疗明显有效。在美国和加拿大监测中心中,大多数伴随胸痛的患者接受持续的心电图监测(佩戴遥测监控仪)。Telecardiology能够减少从ACS发生到进行再灌注治疗的延误时间,是一种有用的工具。

4.心力衰竭 远程心衰患者RPM的Meta分析与常规治疗相比,对于慢性心衰患者RPM显示了显著的临床保护效果。

5.心脏植入电装置(CIEDs)。

总之,远程心电监测已发表了大量循证医学资料,一些大规模、随机、多中心临床试验正在进行。远程心电监测随着技术的进步,临床应用已趋成熟。但是由于各种监测系统的软件、硬件、信息的传送接收方法、监测网络的运行方式均不同,虽然单一的监测系统可能运行良好,但是系统之间缺乏沟通和整合。心脏专家、网络或通讯专家、软件和硬件技术人员、监测系统的生产厂家需一起努力共创美好的未来。

(于小林 陈清启)