动态心电图机的发展简介与选购分析

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动态心电图机的发展简介与选购分析

   动态心电图机(简称Holter)。它一次能动态记录24h或更长的心电图信息，其获得的心电信息几乎是常规心电图的千余倍，能较全面的反映被检查者1d内完整的生物周期变化，是心血管疾病诊断领域中实用、高效、无创、安全、准确、可重复性强的重要监测手段，广泛应用于临床诊断、治疗和科研。本文简要介绍动态心电图的发展、临床应用及选购。

1、动态心电图机的发展

   自1957年美国物理学博士，实验物理学家NormanJ·Holter发明了动态心电图以来，随着电子技术、医学工程学技术和心电图诊断技术的飞速发展，动态心电图监测内容也不断扩展，在临床上又有一些新用途。特别是近几年，12导联同步动态心电图已成为动态心电图的发展的新趋势。在国内市场中，国外12导联同步动态心电图的著名品牌有：美国卓尔玛(DelMarAvionics)12导动态心电图系统;美国Morlara设备公司的创始人DavieMorlara研制出的12导联静息心电图程序(12al-金牌标准)，这个静息算法得到广泛认可，西门子、惠普、太空实验室心电学算法、芯片都是从Morlara设备公司引进的;美国DiagnostcMoni-toringSoftware(DMS)开发出了Holter全息信息显示打印技术(Fulldisclosure)，简称全览图，成为工业标准;美国Maru-quette电子公司，于1965年成立，其3导、12导联同步动态心电图享誉海内外，1982年被GE兼并称为GEMaruquette，开发出了AECG，采用Sum公司工作站做硬件支持，分析准确，得到ATA认证;美国Zymed公司也是有名的Holter生产商，于2001年被飞利浦收购，其1800临床应用型、2001Plus专家型      Holter系统，用数字式记录盒及液晶屏幕显示。美国Preideal(PI)2001年推出12导Holter系统。另外，还有BMSGE的maeque、荷兰的Philips、英国Oxford、英国delmar及budick等。比顿(北京)医用设备公司2002年推出Bethune-2118导联同步动态心电图系统，对检测正后壁、后侧壁、后下壁、右室心肌梗塞有独到之处。避免了Einctoven_vilson导联体系的方位死角(盲区)。一般这些国外品牌系统都是自成一个系统，盒子与分析软件都是配套的，即互不兼容，又价格昂贵。此外，国内大量使用的还有组装的Holter系统，又称为“兼容机”。即：将一些比较著名的Holter分析软件和质量比较好的Holter记录盒，与自己选配的计算机、打印机组成一个Holter系统。国内兼容机的竞争，主要是记录盒和软件的竞争。深圳博英公司是国内最早进入Holter领域的公司，其记录盒在性能和兼容性方面在国内享有一定声誉。
2、动态心电图机主要构成
   动态心电图机主要由2部分构成：
   (1)由患者随身带的记录器;
   (2)回放及显示分析的主机。
   随着存储器技术和医学数字信号处理技术的发展，数字连续记录式Holter系统逐步取代传统的磁带式，已成为主流产品。记录导联数也从3导联向12～18导联发展。随着起搏器的大量使用，以高采样率和高精度A/D技术为基础的起波心电图分析和心室晚电位分析已成为Holter技术的研究热点。动态心电图记录器是关键部件，直接决定Holter系统的整体性能。用于心律失常分析的常规Holter系统采集率一般在250Hz以下，而起博脉冲和心室晚电位信息包含100Hz以下的频率成分，只有选择1000Hz以上的采集率才能完整记录，最好在4000Hz。为此，单用一个通道以4000Hz采集记录起波心电脉冲，另2个通道记录心电图。由于24h12导联心电图记录容量将高达1GB，所以必须进行高效的数据压缩，由于数据采集率仍为250Hz，记录的起博波形会严重失真。目前大多数用户更倾向购买不压缩存储的记录器，以防止记录波形的失真。通常所用的数据记录与传输方案是以闪存为记录介质的通用串行总线(USB)传输技术，分外置(插卡)式和内置式2种，常用的是内置式。另外，芯片存储记录器也是将来的发展趋势。随着电子技术和计算机技术的快速发展，数字集成电路心电图记录器更加小巧，记录的信息量和记录的时间更长，主处理系统的分析功能也更加强大，使Holter系统的记录和分析的速度越来越快。此外，随着软件技术的发展，系统所提供的信息量也有很大提高。过去只能对几种常见的心律失常进行编辑和分析，现在可以对几十种复杂的心律失常进行编辑和分析。而且还开发出了窦性心率震荡(简称HRT)、微伏极T波电交替(TWaveAlternation，TWA)、初筛睡眠呼吸暂停、评价房室结功能等方面的检查，对检测猝死高危患者和检测心脏功能具有重要意义。
3、动态心电图机系统(Holter)的分类
   目前，市场上销售的Holter监护系统品牌、型号、种类繁多，大体可以按记录方式和分析方式分类。
3.1记录方式
   按信号记录方式可以分成模拟和数字2种，包括：磁带式、固态式、小磁盘式、闪存式、电子硬盘式和芯片技术等几种存储介质。
   (1)磁带式：以磁带为记录介质，多数磁带记录器采用模拟记录方式，磁带资料可长期保存，记录信息量大，可实现全信息记录，无需保护电池，成本低。但记录和回放都依赖于机械结构，系统复杂，连续使用导致故障率升高，可靠性下降，同步精度差。由于是磁带记录，磁带和磁头磨损容易引起失真，因此，维修和售后服务量大，目前中低档磁带记录盒已经开始逐步退出市场。
   (2)固态式：以固态存储器(固态和静态RAM)为记录介质，无机械结构，系统简单，可靠性好，但是容量小，一般容量为1.5～16MB，因有剔点压缩而产生一定的信息失真。另外，固态存储器耗电量大，需要有效保护电池，否则一旦断电将引起信息丢失而导致记录失败。另外，固态存储器价格也比较高。
   (3)小磁盘式：以温式磁盘为记录介质，容量大，无失真，精度高，无需保护电池。但温式硬盘仍是以精密机械结构为主的磁性记录系统，对抗震性能要求高。因此，故障率高，而且维修困难。
   (4)闪存式：以闪烁存储器(FlashMemory)为记录介质，又分为外置式、内置式2种，是目前普遍采用的一种记录盒。其采样点已由128点/s提高到256点/s。外置式：即插卡式，以专业公司生产的闪存卡作为记录信息媒体，每次用闪存卡接插方式进行记录和回放心电数据，使用较为灵活，由于闪存卡在使用中频繁接插，容易产生接触不良等故障。内置式：将闪光卡固定在记录盒内，不易插入和拔出，克服了以上缺点。
   (5)电子硬盘式：即集成式，把闪烁存储器、微控制器、心电放电器等集成在一个记录盒内，由记录盒直接记录和回放，体积超小，可靠性高。特点是：①记录和回放系统简单，无任何机械结构和由其引起的故障;②超大容量，64～128MB，无需进行剔点压缩，数十兆的容量可记录多导全信息心电数据，使心电图形不失真;③无需保护电池，不会因为电池用完或断电而丢失已经记录的信息;④性能可靠，操作方便，使用寿命长。这是20世纪90年代中期由于闪烁存储器发展而产生的一种新的Holter记录方式(但它仍是一种固态存储方式，但与原固态Holter有本质不同，Holter厂商为了与原固态存储器区别而称之为电子硬盘式)。电子硬盘记录方式避免了上述方式的所有缺点，又集中了各个优点于一身，是Holter最理想的记录方式，真正实现了12导联24h或更长时间的全息同步无压缩记录，保证了记录的高可靠性和准确性。而且实现了超薄、超小型记录盒，携带方便，易被患者所接受。
   (6)芯片存储记录器：采样点频率高达1000～3000点/s。是将来的一种发展趋势。
3.2分析方式
   心电图通道：按记录和分析的心电图通道数来分，动态心电图可分为单通道、双通道、三通道及12导联同步动态心电图系统。
3.3分析软件
   按照分析的模式分为：全程人机对话模式分析方式;人机对话自学习方式;自动模板归纳———人工修正等多种方式。过去的软件只能分析房早、室早等常见的几种心律失常，现在的软件可对几十种心律失常进行编辑与分类。
   (1)全程人机对话模式分析方式：对于每出现一个新的心电图波群都建立一个模板，然后要求分析者给出判断是何种心律失常。其优点是不会放过每一个可疑的异常波形，缺点是分析速度慢，对分析人员要求高。
   (2)人机对话自学习方式：在分析过程中将心电图分为正常和异常2类，遇到无法识别的波形时，要求分析者予以归类，然后根据波形的时序判断是否心律失常。与人机对话模式分析方式相比，心律失常判断的准确性有所提高，但分析速度慢，对分析人员要求高，劳动强度大。
   (3)自动模板归纳———人工修正等多种方式：由系统将所有心电图自动分析一遍，将异常和无法识别的心电信号分成若干模板，再由分析人员对模板进行编辑定性。这样可大大提高分析速度，降低劳动强度，但对分析软件的准确性要求相应提高。
4、动态心电图机的新用途
   DCG不仅在心律失常检测中用于定性和定量，并有助于指导抗心律失常药物的临床应用;广泛用于检测心肌缺血;筛选高危患者心肌梗塞后可能发生的心脏事件;评定药物疗效和评估起搏器功能及心脏自动除颤器(AICD)的功能，为临床诊断和治疗提供了可靠的依据。有的动态心电图软件还增加了晚电位和起搏器分析功能。分析晚电位很有临床价值，连续研究，如引发心律失常的时间与其他时间比较分析，晚电位阳性常见于自发或诱发室速的冠心病。
   (1)窦性心率震荡(简称HRT)。正常人，当植物神经功能正常时，1次室早后常有窦性心律先加速、后减慢的变化，这种现象称为窦性心率震荡。而心梗后以及重度心衰猝死高危患者常存在室早后心率震荡现象减弱或消失。据北京大学人民医院郭继鸿教授介绍，目前应用的一些预测猝死的方法及指标，如左室射血分数、心室晚电位、心率变异性、心脏电生理检查等都存在一定的局限性，而室早后窦性心率震荡检测是一种新方法。患者记录24h动态心电图，计算机通过测定室性早搏后TO(震荡初始)、震荡斜率(TS)2个值，便可察觉患者室早后是否存在先加速、后减慢的现象，从而预测患者猝死的危险性。研究表明，TO和TS是2个独立的预测死亡危险性的指标，二者均阳性，则患者猝死的危险度增加4倍。
   (2)微伏极T波电交替：筛查猝死高危患者由于配备微伏级T波电交替检测功能的动态心电图软件。目前，微伏级T波电交替检测主要用于已知或可疑会发生室性心律失常和猝死危险的患者。多项研究表明微伏级T波电交替与有创的电生理检查预测心律失常事件的价值相同。随着先进的信号处理及多段频谱感知电极等减噪技术的发展，原来在运动试验中应用的T波电交替已能在动态心电图中测量，并达到很高的敏感性和特异性，T波电交替阳性患者发生致命性心律失常及猝死的危险性是阴性者的11倍。因此，微伏级T波电交替是预测室速及室颤发生的一个有重要意义的指标，与显性T波电交替相比，它更有助于早期发现猝死高危患者。
   (3)初筛睡眠呼吸暂停：我国目前患睡眠呼吸暂停综合征的人约有3000～5000万人，患病率高达2%以上。如果患者每小时的睡眠呼吸暂停超过20次，那么他的5年病死率将超过11%，8年病死率则达到37%。如果能早期诊断、及时治疗，便可以消除症状，减少并发症，提高患者的生活质量。目前采用的多导睡眠检测仪可有效诊断此病，但这种仪器价格昂贵、操作复杂，需患者入院留观至少7h，加之我国仅在大医院开展此检测，严重限制了睡眠呼吸暂停综合征患者的检出。最新报告指出，应用心电图推导呼吸曲线技术和心率变异性2种方法，对睡眠呼吸暂停综合征患者进行定量、定性初步筛选已取得了令人瞩目的进展。这些技术是在动态心电图检测基础上附加的一项新功能，无须增加新设备，对患者的生活和睡眠影响甚小，也不增加检查费用，简单又省钱。
   (4)评价房室结功能：房室结就像一个“黑匣子”，有许多未知的领域，同时，它在心脏传导等方面又起着非常重要的作用。准确地评价房室结的功能显得尤为重要，动态心电图恰恰在此方面优势突出。由于房室结传导具有随心率增快而递减传导和变时性特点，同时功能性房室阻滞又有一过性、间歇性、可逆性等特点，普通的心电图只能记录短时间内静息状态下的心电情况，对房室结功能的评价有明显的局限性。而动态心电图能连续24甚至72h长程记录，在对房室结的评价方面有明显优势：可检出一过性房室阻滞;诊断频率依赖性房室阻滞，并能进一步鉴别功能性或病理性房室阻滞;迷走型房室阻滞的诊断;评价房室结的变时功能;发现PR间期过度延长综合征;鉴别2∶1房室阻滞为二度I型或II型(观察有无2∶1向3∶1或4∶1转化);发现快频率依赖的房室结的隐匿性传导;评价房颤时房室结功能。
5、选购动态心电图系统的原则
   (1)动态心电图系统的心电图记录器是其关键部件，直接决定Holter系统的整体性能。所以，选择记录器是关键的一环。随着存储器技术和医学数字信号处理技术的飞速发展，数字连续记录式Holter系统逐步取代传统的磁带式已成为主流产品。一般应考虑选购数字式记录器，选购数字式记录器时，要考察A/D转换采样率、频响等参数。这些参数影响图形质量。较高的采样率和宽的频响范围，可以避免图形失真。一般要求采样率在128/s以上，频响范围在0.5～20Hz以上。随着数字化电路广泛应用，使频响、采样率均明显提高，有些仪器采样率达到1000Hz，可清晰记录出患者起搏器发放的脉冲信号。以利于对起搏心电图和起搏器工作状态的分析。
   (2)一般基层医院选购三通道动态心电图系统就能满足临床要求，而大中医院一定要选择12导联同步动态心电图系统，以满足临床和科研的需要。选购时还要考察产品品牌的知名度、科技含量、上市时间、售后服务手续是否完整等。高档产品应以进口产品为主。
   (3)注重Holter系统的选择，其软件的水平，决定了Holter系统的档次。高档的软件必须具有完整的动态心电图数据库、强大的中英文分析和编辑功能，并有软件升级功能。如，过去只能对几种常见的心律失常进行编辑和分析，现在可以对几十种复杂的心律失常进行编辑和分析。而且还开发出了窦性心率震荡(简称HRT)、微伏极T波电交替(TWaveAlternation，TWA)、初筛睡眠呼吸暂停、评价房室结功能等方面的检查。
   (4)心电图主机回放系统由计算机主机、软件和激光打印机等构成。动态心电图分析数据库有中文版本软件，显示器和打印机。显示器目前一般应用分辨率高的大屏幕彩色显示器。回放系统的软件质量是衡量动态心电图仪水平的关键性指标。目前，动态心电图还存在很多技术局限性及不足，有待继续发展。Holter是一类更新换代很快的高科技产品，所以必须及时掌握Holter的发展动态和技术含量谨慎选购。