Bezprzewodowy czujnik EKG ciała podczas testów w terenie (WECG)

Dzisiejszy styl życia wiąże się z wysokim ryzykiem chorób sercowo-naczyniowych, które są główną przyczyną zgonów na całym świecie. Wcześniejsze badania skupiały się na różnych czynnikach ryzyka rozwoju chorób sercowo-naczyniowych, takich jak wysokie ciśnienie krwi, palenie tytoniu, cukrzyca typu 2, otyłość, stres psychiczny i brak aktywności fizycznej.

Zwiększony poziom aktywności fizycznej ma wiele korzystnych długoterminowych skutków dla układu sercowo-naczyniowego i może zmniejszać względne ryzyko nagłej śmierci sercowej. Jednak ryzyko nieoczekiwanych zdarzeń sercowo-naczyniowych wzrasta w trakcie i bezpośrednio po intensywnym wysiłku fizycznym. Dwa badania przeprowadzone we Francji wykazały dzienną częstość występowania trzech nagłych zgonów i czterech zawałów mięśnia sercowego podczas regularnej aktywności fizycznej w populacji ogólnej. Dwunastoletnie badanie podłużne wykazało, że średni wiek młodych sportowców rekreacyjnych w Szwajcarii, którzy zmarli podczas aktywności fizycznej, wynosił 27,6 lat, z częstością 0,52/100 000 na rok. Niektóre badania wykazały dramatyczny wzrost nieoczekiwanych incydentów sercowo-naczyniowych w średniej grupie wiekowej populacji rekreacyjnej, który kształtował się na poziomie 6,5/100 000 na rok. Co więcej, w kilku badaniach odnotowano większą częstość występowania incydentów sercowo-naczyniowych związanych ze sportem w populacji ogólnej w porównaniu z zawodowymi sportowcami. Mężczyźni są bardziej dotknięci, a najbardziej dotknięta grupą wiekową są osoby w średnim wieku, między 35 a 59 rokiem życia.

We wcześniejszych badaniach zauważono, że kluczowym wyzwaniem jest identyfikacja strukturalnych chorób serca i chorób dziedzicznych, które zwiększają częstość występowania śmiertelnych arytmii podczas ćwiczeń, ponieważ nagłe zdarzenia sercowe często występują bez ostrzeżenia lub przewidywania. Dlatego kluczowe znaczenie ma wczesne wykrycie osób o podwyższonym ryzyku nagłej śmierci sercowej. W związku z tym wiele krajów europejskich wprowadziło obowiązkowe badania lekarskie dla wszystkich osób zarejestrowanych w klubach lub stowarzyszeniach sportowych. Ważnym elementem badania jest próba wysiłkowa (EST), która obejmuje monitorowanie elektrokardiograficzne (EKG). Problem wynika jednak z faktu, że EST jest szczególnie czuły w badaniu osób z wcześniej znanymi objawami choroby serca, podczas gdy dodatnia wartość predykcyjna EST u osób bezobjawowych jest stosunkowo niska. Z drugiej strony udowodniono, że długoterminowe monitorowanie EKG podczas wykonywania codziennych czynności może być bardzo przydatne w wykrywaniu chorób serca u osób z prawidłowym 12-odprowadzeniowym EKG i ujemnymi dwuetapowymi testami Master. Udowodniono również, że możliwe jest wykrycie migotania przedsionków u osób bezobjawowych przy długotrwałym jednokanałowym monitorowaniu EKG.

Ostatnie badania wykazały, że bezprzewodowy czujnik EKG ciała jest wykonalnym rozwiązaniem do niezawodnego i dokładnego długoterminowego monitorowania rytmu serca, ale umieszczenie i zamocowanie czujnika jest ważnym czynnikiem, który może wpływać na jakość sygnału i należy go wziąć pod uwagę. Zgodnie z powyższym, naszym głównym celem było ustalenie, czy możliwe jest zmierzenie jakości raportu elektrokardiograficznego za pomocą czujnika EKG na ciele podczas standaryzowanych testów zewnętrznych. Dodatkowym celem było określenie, czy różne rodzaje mocowania czujników wpływają na jakość sygnału EKG podczas submaksymalnych i maksymalnych ustawień biegu.

Uwzględniono 23 osoby, 13 mężczyzn i 10 kobiet, w wieku od 19 do 23 lat (wiek = 20,56 ± 1,19 lata; Wysokość ciała = 177,28 ± 9,76 cm; Masa ciała = 70,11±7,68 kg). Wszyscy uczestnicy byli aktywnymi fizycznie osobami niebędącymi sportowcami, codziennie zaangażowanymi (3-5 razy w tygodniu, 30 do 60 minut o umiarkowanej lub wysokiej intensywności) w różne aktywności fizyczne (sporty zespołowe, zajęcia cykliczne, trening oporowy). Aby spełnić kryteria udziału w badaniu, uczestnicy musieli potwierdzić, że są zdrowi i bez znanych wcześniej problemów z sercem. Zgodnie z Deklaracją Helsińską uczestnicy wyrazili podpisaną zgodę na udział w badaniu. Przed testami każdemu uczestnikowi szczegółowo wyjaśniono cel i protokoły badania. Zgodę etyczną na badanie uzyskano od Instytucjonalnej Komisji Etycznej (Zgoda nr. 02-1359/18-2).

Monitorowanie sygnału EKG Bezprzewodowy czujnik EKG na ciało Savvy (Saving d.o.o., Ljubljana, Słowenia), który jest certyfikowanym urządzeniem medycznym, został wykorzystany do zbierania danych EKG. Czujnik na ciało umożliwia pomiary EKG podczas długotrwałych ćwiczeń z częstotliwością próbkowania od 125 Hz do 1000 Hz. Aplikacja na Androida MobECG, która działa na smartfonie podłączonym do czujnika przez Bluetooth, rejestruje i wyświetla zmierzone dane oraz zapisuje je w pamięci smartfona w celu dalszego przetwarzania.

Optymalne umiejscowienie elektrod było blisko serca w celu uzyskania odpowiedniej amplitudy sygnału EKG. Biorąc pod uwagę, że sygnały z elektrycznej aktywności mięśni (EMG) mogą zaburzać sygnał EKG, zwłaszcza podczas aktywności fizycznej, umiejscowiono czujnik tak, aby uniknąć dużych grup mięśniowych. W tym badaniu testowaliśmy pozycję oznaczoną jako lewa dolna (LI). W pozycji LI elektrody umieszczono w miejscach standardowych przednich odprowadzeń przedsercowych V1 i V2, a następnie przesunięto czujnik w dół o około 10 cm (poniżej wyrostka mieczykowatego), gdzie spodziewany jest minimalny wpływ zaburzeń mięśniowych.

W pierwszym teście zastosowano standardowe samoprzylepne elektrody Skintact EKG typu PREMIER T-60 (Leonhard Lang GmbH, Innsbruck, Austria). Elektrody były oryginalnie zapakowane i użytkowane zgodnie z zaleceniami producenta. Elektrody EKG umieszczono w odległości 5 cm od siebie. Przed ułożeniem skórę badanych oczyszczono rozcieńczonym etanolem. Następnie dwie elektrody utknęły w pozycji LI i podłączono czujnik ciała EKG. Czujnik dodatkowo mocowano samoprzylepną taśmą Omniplast 2,5 cm (Paul Hartmann AG, Heidenheim, Niemcy), specjalnie przeznaczoną do mocowania elektrod Holtera (patrz ryc. 1). Obie części czujnika sklejono jednym paskiem taśmy o długości około 40 cm. W drugim pomiarze do podłączenia sensora użyto miękkiego paska firmy Polar (Polar Electro Oy, Finlandia).

Zmierzone dane EKG były na bieżąco przechowywane w pamięci smartfona i przesyłane po zakończeniu pomiarów do komputera osobistego. Wszystkie pomiary EKG analizowano retrospektywnie. Kolejne analizy EKG i jakość sygnału zostały wykonane za pomocą certyfikowanego medycznie oprogramowania do interpretacji Holtera QuickReader®AFT-1000 (Holter Supplies, Paryż, Francja). Ponadto wszystkie pomiary i wyniki zostały zbadane wizualnie przez lekarza. Tylko sygnały, w których załamki QRS były wyraźne i rozpoznane bez wątpliwości, zostały oznaczone jako przydatne. Zmienne użyte w badaniu to: wykryty zespół QRS, zespół QRS wykryty jako ujemny (%), wykrycie fałszywie ujemne (%), prawidłowe wykrycie oprogramowania (%), obciążenie/prędkość z nadal możliwym do oceny tętnem (%), tętno maksymalne [bpm], średni bieg czas (s) (dla testów Cooper 2400 i 100 m) oraz Średnia osiągnięta intensywność (dla biegu Shutlle).

W tym badaniu wykorzystaliśmy trzy różne wystandaryzowane testy biegowe, jeden test submaksymalny – Cooper 2400 m (C) oraz dwa testy maksymalne (all-out) – sprint na 100 m (S) i bieg wahadłowy (SR). W teście C uczestnicy musieli przebiec 2400 m, natomiast w teście S musieli przebiec 100 m z największą możliwą prędkością. W teście SR zastosowano standardowy protokół badania. Uczestnicy musieli przebiec 20 metrów i przejść przez linię przed znakiem dźwiękowym (beep). Test rozpoczął się z prędkością 8,5 km/h, którą co minutę zwiększano o 0,5 km/h, aż do wyczerpania. Test kończył się, gdy badany nie mógł dosięgnąć linii dwa razy z rzędu, przed znakiem dźwiękowym.

Każdy uczestnik wykonał sześć testów, po dwa testy C, S i SR. Wszystkie testy wykonano rano, a uczestnik wykonywał jeden test dziennie i powtarzał test do następnego dnia. Przerwa między dwoma testami wynosiła co najmniej 24 godziny. Przed wykonaniem testów elektrody i czujnik zostały ustawione w pozycji LI, a uczestnicy usiedli na 5 minut, podczas gdy zapis EKG był rejestrowany. Po zakończeniu badania badany usiadł i odpoczywał przez kolejne 5 minut nie przerywając zapisu EKG.

Dla wszystkich mierzonych zmiennych obliczono statystyki opisowe, a dla wszystkich danych przeprowadzono test normalności. Dla danych, które nie miały rozkładu normalnego wynikami testów Kołmogorowa-Smirnowa i Shapiro-Wilka, na podstawie wyników Skewness dokonano transformacji funkcją Log10 lub Log10 reflexion. Dla wszystkich zmiennych pierwotnych i przekształconych, które wykazywały rozkład normalny, do wyznaczenia różnic zastosowano test t-Studenta dla zmiennych zależnych, natomiast dla tych, które nie miały rozkładu normalnego, zastosowano nieparametryczny test Wilcoxona. Dla powtarzanych pomiarów policzono korelację wewnątrzklasową. Poziom istotności ustalono na p < 0,05. Analizę statystyczną przeprowadzono z wykorzystaniem oprogramowania IBM SPSS Statistics 20.