编者按:高效准确地在广大人群中筛查房颤患者是全球范围内的医学难题。但随着可穿戴式脉搏监测设备的问世,早期诊断心房颤动(房颤)发生已成为可能。Apple Heart和Huawei Heart研究均展现了可穿戴设备在高危人群中预测房颤的优势,近日AHA公布的Fitbit心脏研究在此基础上进一步探究可穿戴脉搏监测设备在房颤防治中发挥的作用。本刊特邀陕西省人民医院王军奎教授团队深入解读。
研究背景
心房颤动(房颤)是临床最常见的心律失常,具有导致脑卒中,心衰及痴呆等致残风险。早期识别和诊断可能发生房颤的个体,有助于降低房颤所致的致残风险。光学体积描记(photoplethysmography /PPG)技术是通过测量穿透组织进入血液后被吸收的光波含量,来间接感知体内包括脉搏等生物学信号。既往华为心脏研究及苹果心脏研究均发现基于PPG原理的可穿戴设备检测人群中的房颤有效确切。Fitbit公司亦开发了一款基于PPG原理,拥有其新算法,且能与自身设备相兼容的全新软件。Fitbit心脏研究将评估该软件新算法检测房颤的有效性。
研究方案
所有入组志愿者大于22岁,既往无房颤病史,穿戴PPG兼容的具有软件新算法的Fitbit设备。当设备监测到不规则心律检测(Irregular Heart Rhythm Detection /IHRD)事件发生时,志愿者数据被收集和分析,同时进行第一次远程随访,符合条件的志愿者进一步佩戴1周单导联心电监测设备,随后进行第二次远程随访,未符合条件的志愿者随访至试验结束;当设备未检测到IHRD事件发生时,志愿者数据于试验结束后进行分析(图1)。
图1. Fitbit研究流程
不规则心律检测(Irregular Heart Rhythm Detection /IHRD)事件的定义和算法(图2):将PPG波形转化为脉搏速度图后,能够间接反应RR间期。每个周期的脉搏速度图持续5分钟,分析邻近两个周期的脉搏速度图时长时,与前后周期各重叠50%,如果检测到连续11个周期的脉搏速度图不规则即定义为不规则心律检测事件出现。
图2.IHRD事件定义和算法
研究的主要终点:心电监测期间首次发生IHRD事件的阳性预测值(positive predictive value /PPV),具体定义为IHRD同时心电监测确诊房颤≥30s的受试者比例。次要终点:心电监测期间首次IHRD事件内5分钟脉冲血流速度图与心电监测确诊存在≥30s房颤相对应的比例。
研究结果
2020年5月6日~10月1日期间,共入组455699例参与者,其中4728人(1%)发生不规则心律事件,2070人(4%)≥65岁。1057名受试者收到过不规则心律检测通知,其中,340例(32.2%)心电图数据上存在房颤。如图3所示,340名参与者中,心电监测期间,225名发生不规则心律事件,其中221人心电监测确诊房颤,IHRD事件的PPV为98.2%(95% CI:95.5%~99.5%)。年龄≥65岁的个体,IHRD事件的PPV为97.0%(95% CI:91.4%~99.4%)。在心电监测期间发生首次IHRD事件者,98.1%(95% CI:96.4%~99.9%)的5分钟脉冲血流速度图与心电图上的房颤情形相对应。
图3. IHRD对AF的阳性预测值
点评和解读
Fitbit研究是一项大规模开放性、单臂前瞻性研究,纳入人群近50万,研究结果明确含有基于PPG原理的新型Fitbit软件算法的可穿戴设备在检测房颤方面具备较高预测价值,有助于识别既往未曾诊断的新发房颤人群。
然而,Fitbit研究缺乏测试新型软件算法检测房颤后在指导预防房颤卒中、心衰及痴呆不良事件管理中是否有效的试验设计,此外,研究中的算法在实施计算过程中需要参与者同步数据,因此并不能提供实时的IHRD事件警示,存在部分人群依从配合不佳可能造成数据缺失的情形。
总之,Fitbit研究提示Fitbit可穿戴设备的软件新算法能有效识别新发无症状房颤患者,需注意软件算法在参与者安静状态下时最为活跃,为保证最大获益,建议睡眠期间佩戴Fitbit可穿戴设备,同时建议佩戴者勤于同步数据。发现早期房颤患者,尽早使用药物干预控制,能有效预防卒中、心衰及痴呆等房颤并发症,但利用Fitbit的软件新算法检测房颤随后指导房颤并发症预防的效应,未来需要收集数据进一步评估。
王军奎教授
陕西省人民医院
陕西省人民医院心血管病院副院长,心内一科主任,医学博士、主任医师,教授,硕士研究生导师,中国医师协会高血压分会委员,中国医师协会心力衰竭分会委员,国家心力衰竭专家委员会委员、陕西省心血管病学会常委、陕西省心脏起博与心脏电生理学会常委,主要从事于冠心病,心律失常的介入治疗,近年来带领团队连续获得了多项国家自然科学基金资助,在代谢综合症的基础及临床方面进行了持续深入的研究。
赵娜
陕西省人民医院
陕西省人民医院副主任医师,APHRS会员,中华医学会心电生理和起搏分会、中国医师协会心律学专业委员会中青年电生理工作委员会委员,中国医疗保健国际交流促进会精准心血管病分会青年委员,陕西省医学会心电生理与起搏分会委员,陕西省房颤中心联盟第一届理事会理事。主要负责心律失常的诊治,包括各种心律失常的综合管理及介入治疗。曾主持国家自然科学基金,陕西省自然科学基金等项目,先后获评陕西省“青年科技新星”及“优秀青年科技新星”。