Identification des arythmies avec un ECG ponctuel

La recherche vise à résoudre les problèmes médicaux suivants :

1. L'identification et la définition du type de fibrillation auriculaire sont problématiques en raison de son apparition spontanée et de sa latence.
2. Les appareils de mesure pour le dépistage de la fibrillation auriculaire sont peu disponibles.

Les principales questions de recherche sont :

1. Une mesure ECG à dérivation unique peut-elle être utilisée pour détecter les arythmies

   1. Découvrez les emplacements de mesure (dérivations ECG) pour l'autosurveillance ECG à dérivation unique et évaluez l'impact des emplacements de mesure sur la convivialité et la qualité du signal.
   2. Découvrez les emplacements de mesure pour la surveillance ECG à dérivation unique lorsque la mesure est effectuée par une autre personne (infirmière ou parent) et évaluez l'impact des emplacements de mesure sur la convivialité et la qualité du signal.
   3. Découvrez la fiabilité de la mesure ECG à dérivation unique pour l'identification de la fibrillation auriculaire.
   4. Découvrez la fiabilité de la mesure ECG à dérivation unique pour l'identification des rythmes cardiaques rapides (tachycardie) et lents (bradycardie).

2. Un bracelet basé sur l'enregistrement optique des impulsions peut-il obtenir des informations fiables sur les arythmies

   1. Découvrez l'utilité du bracelet de pouls pour l'identification de la fibrillation auriculaire.
   2. Découvrez l'utilité du bracelet de pouls pour l'identification des rythmes cardiaques rapides (tachycardie) et lents (bradycardie).

Le but du développement de la méthode de l'étude est d'évaluer la fiabilité de la mesure de la fréquence cardiaque dans l'ECG à dérivation unique et la mesure de l'onde de pouls chez les patients en bonne santé et les patients souffrant de problèmes cardiaques. L'étude développe des méthodes informatiques basées sur une technologie de mesure légère pour identifier de manière fiable l'arythmie cardiaque la plus courante, la fibrillation auriculaire. Le diagnostic et le traitement de la fibrillation auriculaire sont des facteurs décisifs pour prévenir les AVC.

Les patients de la recherche ont déjà subi un enregistrement ECG clinique à 12 canaux inclus dans le processus de traitement normal. Cet ECG à 12 canaux est utilisé pour l'identification des patients aptes à la recherche et répartis en sous-groupes (rythme normal, fibrillation auriculaire, rythme rapide ou lent).

Dans les mesures réelles de l'étude, un appareil Holter-ECG est fixé sur la poitrine du patient à l'aide de cinq électrodes humides à utiliser comme étalon d'or pour la surveillance du rythme. Les méthodes de mesure légères sont comparées au résultat de l'enregistrement Holter-ECG. De plus, un photoplétysmogramme est placé sur le poignet du patient pour l'enregistrement PPG. La figure 1 montre des exemples illustratifs des mesures de l'étude.

Le chercheur mesure des enregistrements d'une minute à partir de deux positions de mesure différentes (flanc et poitrine) avec un appareil de mesure ECG unique. Après cela, le patient effectue des mesures d'auto-surveillance d'une minute avec un appareil ECG unique à partir des trois positions (pouces, flanc et poitrine) et également à partir de la poitrine avec bijou-ECG.

L'étude compare la capacité de ces méthodes de mesure légères à détecter différents rythmes cardiaques par rapport à l'enregistrement Holter.

Les appareils utilisés pour la mesure sont :

1. Capteur Faros 360 EKG avec électrodes humides (figure 1, appareil 1) (Mega Elektroniikka, http://www.megaemg.com/ Kuopio Suomi). Faros 360 Holter est un dispositif médical de classe 2a homologué CE et FDA 510(k), qui est fixé à la poitrine du patient avec cinq électrodes humides à usage unique.

2. Appareil ECG à usage unique Suunto Movesense (Suunto Oy, http://www.suunto.com Vantaa suomi). Movesense est un appareil grand public homologué CE, qui est utilisé avec deux électrodes dy pour la mesure ECG (Figure 1 appareils 2 et 3). étui Movesense; bijou et étui ECG unique.

   1. Dans l'étude précédente (Afib24h), Valvira a été signalé et la recherche a reçu l'autorisation pour l'étude clinique du dispositif (combinaison Movesense + ceinture pectorale).
   2. Pour cette étude, Valira fait l'objet d'un rapport pour une étude de dispositif clinique (combinaison Movesense + dispositif ECG unique)
3. Bracelet d'activité Empatica E4 (Empatica Ltd http://www.empatica.com Milan Italia), qui est un appareil grand public homologué CE. Empatica E4 est également un photoplétysmogramme, qui mesure optiquement la quantité de sang circulant dans le vaisseau sanguin (Figure 1 dispositif 4).
4. Samsung Gear S3 portable (Samsung Electronics, Co., Ltd., www.samsung.com Soul Etelä-Korea) qui est un appareil grand public homologué CE. Gear S3 est également un photoplétysmogramme, qui mesure optiquement la quantité de sang circulant dans le vaisseau sanguin.

Le chercheur attache des dispositifs au patient. Après cela, le chercheur commence un enregistrement de 10 minutes avec les appareils Faros 360 (appareil 1) et Empatica E4 (appareil 4). Au cours d'une mesure de 10 minutes, le chercheur mesure des enregistrements d'une minute à partir de deux positions de mesure différentes avec l'ECG Movesense (appareil 2) 1. depuis la poitrine, le sternum perpendiculairement 2. depuis la poitrine, le long du sternum. Le patient effectue alors des mesures d'autosurveillance d'une minute 1. depuis la poitrine, sternum perpendiculairement 2. depuis la poitrine, le long du sternum 3. depuis la partie inférieure du flanc 4. depuis les pouces et 5. depuis la poitrine avec un bijou -ECG.

La détection de la fréquence cardiaque par mesure ECG est le plus souvent effectuée par la détection de complexes QRS. Un grand nombre de ces détecteurs QRS ont été développés au cours des dernières décennies. La mesure ECG avec des électrodes sèches implique considérablement plus de perturbations de mouvement, par rapport aux mesures avec électrodes humides, car même les petits mouvements de l'appareil induisent des modifications majeures du signal ECG. De plus, en particulier lors de l'utilisation des pouces comme points de mesure, le bruit EMG des muscles est remarquablement élevé par rapport aux mesures des électrodes humides.

Ce projet utilise les méthodes développées dans le précédent projet ECG mobile pour la détection du bruit et des QRS afin de permettre une détection fiable des complexes QRS et des irrégularités de la fréquence cardiaque dans les mesures des électrodes sèches.

Dans cette étude, les méthodes de détection de la fréquence cardiaque précédemment développées sont validées par les mesures de l'étude du rythme sinusal normal, de la fibrillation auriculaire et de la fréquence cardiaque lente (bradycardie) et rapide (tachycardie).

Cette étude examine la capacité de détection du pouls dans la détection de la fibrillation auriculaire. Le photoplétysmogramme mesure l'absorption de la lumière dans les tissus. L'absorption de la lumière dans le sang est supérieure à l'absorption dans les tissus environnants. Lorsque le cœur bat, les capillaires se dilatent et se contractent en fonction des variations du volume sanguin. La photoplétysmographie permet la mesure de la fréquence cardiaque en détectant les changements d'absorption.

Le photoplétysmgramme, comme un appareil ECG mobile, est particulièrement sensible au mouvement, même le petit mouvement de la led/photodiode induit un changement majeur de l'intensité lumineuse.

De plus, les changements physiologiques provoquent une perturbation de la mesure de la fréquence cardiaque, par exemple, lorsque l'élasticité vasculaire change, la durée du pouls change, ce qui entraîne une perturbation de la mesure.

Contrairement au complexe QRS percé à haute fréquence, l'onde de pouls est une variation basse fréquence de haut en bas, ce qui pose ses propres problèmes pour une mesure précise de la fréquence cardiaque.

Les oreillettes fonctionnent insuffisamment dans la fibrillation auriculaire donc les ventricules ne sont pas complètement remplis de sang. De plus, la fibrillation auriculaire provoque la conduction irrégulière des impulsions des oreillettes vers les ventricules, entraînant une irrégularité des impulsions. La quantité de sang pompée varie d'un AVC à l'autre, ce qui rend difficile la détection de l'onde de pouls.

Ce projet développe des méthodes de mesure précise de la fréquence cardiaque à partir d'une série d'ondes de pouls.

Le développement de la méthode vise à prendre en compte les perturbations dues au mouvement du compteur, les irrégularités de l'onde de pouls typiques de la fibrillation auriculaire et les défis de la détection de la fréquence cardiaque lente (bradycardie) et rapide (tachycardie).

L'objectif principal du développement de la méthode est de déterminer le pouls avec une précision telle que l'irrégularité du pouls due à la fibrillation auriculaire puisse être distinguée du rythme sinusal normal et détecter de manière fiable les rythmes cardiaques rapides et lents.

Dans la fibrillation auriculaire, les impulsions électriques se dirigent de manière aléatoire vers les ventricules, provoquant une fréquence cardiaque irrégulière et inégale. Une grande campagne de la Heart Association "Sentez votre pouls - prévenez l'AVC" est basée sur la fréquence cardiaque ou la reconnaissance du pouls. La reconnaissance du pouls est bien sûr la méthode la moins chère pour détecter la fibrillation auriculaire, mais cette méthode produit un grand nombre de faux positifs. Par mesure ECG, la détection de la fibrillation auriculaire est beaucoup plus fiable. Des algorithmes automatisés de détection de la fibrillation auriculaire ont été développés à cette fin.

L'identification de l'activation de l'oreillette dans les mesures Holter-ECG à long terme est généralement très difficile en raison du faible rapport signal-bruit (mouvement, artefacts musculaires et chevauchement partiel d'une activité ventriculaire beaucoup plus forte). Pour cette raison, la plupart des algorithmes de détection de la fibrillation auriculaire sont basés sur l'identification de l'irrégularité du pouls. Pour la paramétrisation de l'irrégularité de la fréquence cardiaque (intervalle RR), plusieurs méthodes temporelles relativement simples mais fiables ont été introduites. Par exemple, une méthode basée sur RdR dans laquelle les intervalles RR (fréquence cardiaque) sont représentés en fonction des changements d'intervalle RR consécutifs (changement de fréquence cardiaque) (Lian et al. 2011). Le graphique RdR définit la fragmentation du schéma résultant de changements irréguliers de la fréquence cardiaque. De plus, il existe des méthodes qui estiment la cohérence interne des séries temporelles RR (Lee et al. 2011). Diverses méthodes non linéaires ont également été introduites pour la paramétrisation de la variation de la fréquence cardiaque, permettant de décrire plus largement la dynamique de la variation de la fréquence cardiaque (sans limitation de l'hypothèse de linéarité). Une classe de méthodes non linéaires sont différentes quantités d'entropie, celles-ci sont particulièrement intéressantes pour l'identification de la fibrillation auriculaire et de la fréquence cardiaque irrégulière. Les quantités d'entropie peuvent être utilisées pour estimer la régularité et la prévisibilité de la série temporelle RR. En règle générale, le calcul fiable des quantités d'entropie nécessite un temps de mesure relativement long, mais des quantités d'entropie adaptées à l'analyse de mesures courtes ont également été introduites (Lake & Moorman 2011).

Ce projet de recherche développe de nouveaux algorithmes de détection de la fibrillation auriculaire pour la mesure de l'ECG mobile et la mesure des ondes de pouls sur la base de méthodes déjà existantes. Les algorithmes doivent tenir compte des complexes prématurés auriculaires et ventriculaires. Ignorer ces augmentations l'irrégularité de la série temporelle RR et augmente ainsi le nombre de faux positifs de la fibrillation auriculaire.