王曉元,杜美玲,張鵬祥,李飛星,張愛愛,李方江

(河北北方學(xué)院附屬第一醫(yī)院 心血管內(nèi)科,河北 張家口,075000)

劇烈運(yùn)動(dòng)與環(huán)境共同作用導(dǎo)致的心臟病變是引起體育鍛煉者運(yùn)動(dòng)性猝死的最主要原因。劇烈運(yùn)動(dòng)易導(dǎo)致血壓驟然升高，此時(shí)受外界環(huán)境刺激心室內(nèi)外溫差短時(shí)間大幅改變，易引起運(yùn)動(dòng)性心臟性猝死，而冰雪運(yùn)動(dòng)者鍛煉環(huán)境較寒冷，發(fā)生運(yùn)動(dòng)性心臟性猝死的風(fēng)險(xiǎn)較高[1]。既往，臨床受心電檢測(cè)設(shè)備便攜性較差與數(shù)據(jù)傳輸速率慢的影響，難以對(duì)戶外冰雪運(yùn)動(dòng)者實(shí)施心電監(jiān)測(cè)[2]。隨著醫(yī)學(xué)設(shè)備與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的不斷發(fā)展，便于攜帶、運(yùn)動(dòng)同步效果較好的便攜型心電監(jiān)護(hù)設(shè)備逐漸問世，而高帶寬、低時(shí)延、高速率的4G信號(hào)傳輸技術(shù)也使得心電信號(hào)云端監(jiān)護(hù)成為可能[3-4]。本研究探討基于人工智能心電遠(yuǎn)程記錄構(gòu)建運(yùn)動(dòng)性心臟性猝死三級(jí)防治體系的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2020年1月—2021年1月在比賽區(qū)域接受河北北方學(xué)院附屬第一醫(yī)院體檢的100例冰雪運(yùn)動(dòng)者作為研究對(duì)象，采用隨機(jī)數(shù)字表法分為研究組(n=50)與對(duì)照組(n=50)。本研究經(jīng)河北北方學(xué)院附屬第一醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。入選標(biāo)準(zhǔn):① 從事冰雪運(yùn)動(dòng)時(shí)間≥2年，且每年冰雪運(yùn)動(dòng)累計(jì)天數(shù)≥30 d者;② 年齡≥18歲者;③ 無先天性心臟疾病，且意識(shí)狀態(tài)良好者;④ 知情且自愿簽署同意書者。排除標(biāo)準(zhǔn):① 已確診心臟器質(zhì)性病變者;② 先天性免疫/凝血功能缺陷者;③ 嚴(yán)重臟器功能異常者;④ 合并精神/心理疾病者;⑤ 因任何原因?qū)е碌闹型就顺稣摺?/p>

1.2 方法

對(duì)照組:對(duì)照組冰雪運(yùn)動(dòng)者接受常規(guī)運(yùn)動(dòng)性心臟性猝死防治。由受過專業(yè)培訓(xùn)的心血管內(nèi)科護(hù)理人員對(duì)運(yùn)動(dòng)者展開心臟性猝死健康知識(shí)教育，普及運(yùn)動(dòng)性心臟性猝死的預(yù)防、簡(jiǎn)易診斷、急救及治療知識(shí)，同時(shí)在心血管內(nèi)科醫(yī)師指導(dǎo)下常備心臟疾病急救類藥物;指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)者從事冰雪運(yùn)動(dòng)期間出現(xiàn)胸痛、頭暈等運(yùn)行新心臟性猝死疑似癥狀時(shí)，應(yīng)緩慢停止運(yùn)動(dòng)，且第一時(shí)間進(jìn)行自我排查，若癥狀嚴(yán)重難以控制，則立即撥打急救電話，請(qǐng)求專業(yè)指導(dǎo)與急救治療。

研究組:研究組冰雪運(yùn)動(dòng)者接受基于人工智能技術(shù)的心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)三級(jí)防治。① 心電監(jiān)護(hù)設(shè)備的研發(fā)與改進(jìn)。采用本院委托深圳源動(dòng)創(chuàng)新科技公司改進(jìn)后的便攜型心電監(jiān)護(hù)儀對(duì)運(yùn)動(dòng)者進(jìn)行遠(yuǎn)程心電動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，該遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)設(shè)備主要采用了4G信號(hào)傳輸器以提高信號(hào)傳輸速率，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)心電信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與同步傳輸;電極貼片采用了具有高抗干擾性能的心貼干式炭電極，提高了數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性;減小了設(shè)備尺寸和降低了設(shè)備質(zhì)量(長(zhǎng)10 c m，質(zhì)量18 g),同時(shí)佩戴方式采用了低束縛性的胸帶方式固定，利用胸帶將監(jiān)護(hù)設(shè)備綁縛在運(yùn)動(dòng)者胸部，以降低監(jiān)護(hù)設(shè)備對(duì)運(yùn)動(dòng)者肢體活動(dòng)度的影響。② 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心的建立。所有運(yùn)動(dòng)者均在發(fā)放設(shè)備的當(dāng)天進(jìn)行設(shè)備使用培訓(xùn)與基礎(chǔ)猝死健康教育，并將運(yùn)動(dòng)者與其所佩戴設(shè)備進(jìn)行信息綁定，錄入網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心后臺(tái)，運(yùn)動(dòng)者進(jìn)行冰雪運(yùn)動(dòng)時(shí)須按培訓(xùn)方法正確安裝監(jiān)護(hù)設(shè)備，而后設(shè)備可利用4G網(wǎng)絡(luò)信號(hào)器將心電信息傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心后臺(tái)，并錄入心電信息數(shù)據(jù)庫。通過GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行同步數(shù)據(jù)傳輸，建立云端心電數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)重型，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)過程中的心電實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù);③ 心電信號(hào)人工智能監(jiān)測(cè)。利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)技術(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)者心電數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析。該人工智能系統(tǒng)基于本院上萬例典型心臟疾病患者的心電數(shù)據(jù)建立，輸入層為典型心臟疾病患者的心電數(shù)據(jù)，中間層包括卷積層、池化層和全連接層，輸出層為經(jīng)中間層系列處理后產(chǎn)生的特征信號(hào)，以此構(gòu)建心電信號(hào)人工智能監(jiān)測(cè)模型的診斷神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以自動(dòng)鑒別運(yùn)動(dòng)者心電信號(hào)的異常。④ 運(yùn)動(dòng)性心臟性猝死三級(jí)防治體系。為保證網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心的有序運(yùn)動(dòng)及心電監(jiān)測(cè)質(zhì)量，由本院心血管內(nèi)科專業(yè)人員組成指揮管理組、心電監(jiān)護(hù)組、預(yù)警聯(lián)絡(luò)組、醫(yī)療救護(hù)組。⑤ 防治體系再完善。通過反復(fù)的培訓(xùn)、演練，持續(xù)改進(jìn)，不斷完善體系建設(shè)，同時(shí)反復(fù)測(cè)試醫(yī)療急救信息傳輸性能，在整個(gè)防治體系建立過程中以策劃-實(shí)施-檢查-措施(PDCA)的管理模式為方法依據(jù)。通過反復(fù)學(xué)習(xí)、模擬訓(xùn)練、實(shí)際運(yùn)用不斷完善，形成一套科學(xué)的防治體系。2組觀察時(shí)間為7 d。

運(yùn)動(dòng)性心臟性猝死三級(jí)防治體系具體包括:① 指揮管理組。由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人擔(dān)任組長(zhǎng)，協(xié)作單位負(fù)責(zé)人擔(dān)任副組長(zhǎng)，初期階段負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)體系進(jìn)行前期設(shè)計(jì)、籌備和組建;中期階段進(jìn)行培訓(xùn)、演練和改進(jìn);后期階段正確應(yīng)對(duì)整個(gè)體系順暢的高效運(yùn)轉(zhuǎn)和可能突發(fā)的事件。② 心電監(jiān)護(hù)組。由本院專業(yè)的心血管內(nèi)科主治醫(yī)師及心電圖醫(yī)師組成，主要負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)中心心電數(shù)據(jù)的判讀及判讀標(biāo)準(zhǔn)制定，在人工智能判讀基礎(chǔ)上再由專業(yè)醫(yī)師進(jìn)行審核，若監(jiān)護(hù)過程中出現(xiàn)惡性心律失常，如短陣室性心動(dòng)過速、心室顫動(dòng)、Ⅱ度及以上房室傳導(dǎo)阻滯等異常心電信號(hào)，需及時(shí)作出診斷并通知預(yù)警聯(lián)絡(luò)組人員。③ 預(yù)警聯(lián)絡(luò)組。由經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的心血管內(nèi)科醫(yī)師組成，主要負(fù)責(zé)心電異常信號(hào)預(yù)警和聯(lián)絡(luò)醫(yī)療救護(hù)組，保證定位準(zhǔn)確，能及時(shí)正確指導(dǎo)醫(yī)療救護(hù)組第一時(shí)間到達(dá)目標(biāo)人員指定位置。④ 醫(yī)療救護(hù)組。由心血管內(nèi)科高年資主治醫(yī)師負(fù)責(zé)，經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)的心血管內(nèi)科醫(yī)師為組員，當(dāng)發(fā)生突發(fā)事件需緊急醫(yī)療救援時(shí)，具備現(xiàn)場(chǎng)生命復(fù)蘇和高級(jí)生命支持能力，配合高效的場(chǎng)館醫(yī)療急救轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，確保患者得到及時(shí)的專業(yè)治療。

1.3 觀察指標(biāo)

① 健康管理能力:干預(yù)前后采用冠心病自我管理量表(CSMS)[5]評(píng)估運(yùn)動(dòng)者健康管理能力，該量表包含基本常識(shí)(5項(xiàng))、重要信息(10項(xiàng))、危險(xiǎn)因素(6項(xiàng))、治療知識(shí)(6項(xiàng))4個(gè)維度共計(jì)27個(gè)評(píng)分項(xiàng)，每項(xiàng)均采用5級(jí)(1～5分)評(píng)分，分值與自我管理水平呈正比。② 心血管事件發(fā)生率:對(duì)比2組運(yùn)動(dòng)者7 d干預(yù)期內(nèi)心肌缺血、心肌梗死、冠狀動(dòng)脈痙攣、心律失常等心血管事件發(fā)生率。③ 防治效率:對(duì)比2組運(yùn)動(dòng)者干預(yù)期內(nèi)心血管事件發(fā)生后平均救助時(shí)間(運(yùn)動(dòng)者發(fā)出求救信號(hào)至救助人員到達(dá)時(shí)間)。④ 運(yùn)動(dòng)者滿意度:干預(yù)期結(jié)束后采用本院自制問卷調(diào)查運(yùn)動(dòng)者對(duì)運(yùn)動(dòng)性心臟性猝死防治方案的滿意度，總分60分，分為非常滿意(>50分)、滿意(>40～50分)，基本滿意(>30～40分)、不滿意(≤30分)，總滿意人數(shù)=總?cè)藬?shù)-不滿意人數(shù)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié) 果

2.1 2組運(yùn)動(dòng)者基線資料對(duì)比

2組運(yùn)動(dòng)者冰雪運(yùn)動(dòng)時(shí)間、性別、體質(zhì)量指數(shù)、年齡比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

2.2 2組干預(yù)前后健康管理能力對(duì)比

干預(yù)前2組CSMS-基本常識(shí)、CSMS-重要信息、CSMS-危險(xiǎn)因素、CSMS-干預(yù)知識(shí)、CSMS-總分比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);干預(yù)后,2組CSMS各維度得分及總分高于干預(yù)前，且研究組CSMS各維度得分及總分均高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

表1 2組患者基線資料對(duì)比

表2 2組干預(yù)前后CSMS評(píng)分對(duì)比 分

2.3 2組心血管事件發(fā)生率對(duì)比

研究組與對(duì)照組運(yùn)動(dòng)者總心血管事件發(fā)生率比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表3。

2.4 2組心血管事件防治效率對(duì)比

研究組運(yùn)動(dòng)者7 d內(nèi)共發(fā)生4例心血管事件，均由人工智能監(jiān)測(cè)到心電信號(hào)異常后，轉(zhuǎn)由預(yù)警聯(lián)絡(luò)組提前聯(lián)系醫(yī)療救護(hù)組，所有患者經(jīng)對(duì)癥治療后均完全恢復(fù),4次平均救助時(shí)間為(48.50±7.30)min;對(duì)照組運(yùn)動(dòng)者共發(fā)生5例心血管事件，均為患者感覺不適后，自行撥打急救電話后尋求救援，患者經(jīng)對(duì)癥治療后均完全恢復(fù),5次平均救助時(shí)間為(94.60±10.46)min;研究組救助時(shí)間短于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。

2.5 2組運(yùn)動(dòng)者滿意度對(duì)比

研究組運(yùn)動(dòng)者總滿意度高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表4。

表3 2組不良事件對(duì)比[n(%)]

表4 2組運(yùn)動(dòng)者滿意情況對(duì)比[n(%)]

3 討 論

運(yùn)動(dòng)性猝死是導(dǎo)致體育鍛煉人群非創(chuàng)傷性死亡的主要原因，多發(fā)生于體育鍛煉者劇烈運(yùn)動(dòng)后，發(fā)病急促且危害性極強(qiáng)，早期癥狀發(fā)生后2 h內(nèi)若未能進(jìn)行有效治療，死亡風(fēng)險(xiǎn)超過90%,已成為世界性公共衛(wèi)生難題[6-8]。心臟病變是運(yùn)動(dòng)性猝死的主要原因，運(yùn)動(dòng)者常因劇烈運(yùn)動(dòng)引起冠狀動(dòng)脈血流量改變，導(dǎo)致心肌細(xì)胞因缺血、缺氧死亡，從而引發(fā)急性心功能異常，危及運(yùn)動(dòng)者生命[9]。運(yùn)動(dòng)性心臟性猝死發(fā)病機(jī)制較為復(fù)雜，可由血液、血管、血液動(dòng)力學(xué)異常造成的動(dòng)脈狹窄和堵塞引起。目前，臨床治療運(yùn)動(dòng)性心臟性猝死主要以改善心供血?jiǎng)用}血液循環(huán)及減輕栓塞發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)等為主，除顫儀是急救常用設(shè)備，但救助不及時(shí)可能錯(cuò)過患者最佳救助時(shí)機(jī)，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)者死亡[10-12]。因此，建立運(yùn)動(dòng)性心臟性猝死三級(jí)防治體系對(duì)于提高冰雪運(yùn)動(dòng)者心臟性猝死防治水平具有重要意義。人工智能技術(shù)的心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)三級(jí)防治體系可拓展至各類項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的猝死防治中，具有廣闊的臨床應(yīng)用前景[13-14]?；诖?，本研究探討基于人工智能心電遠(yuǎn)程記錄構(gòu)建運(yùn)動(dòng)性心臟性猝死三級(jí)防治體系的應(yīng)用價(jià)值。

研究結(jié)果顯示，經(jīng)過為期7 d不同方案下的運(yùn)動(dòng)性心臟性猝死防治干預(yù)后,2組運(yùn)動(dòng)者CSMS評(píng)分均有所提高，且研究組運(yùn)動(dòng)者CSMS評(píng)分高于對(duì)照組，與MANDAL V等[15]研究結(jié)果基本一致，表明基于人工智能心電遠(yuǎn)程記錄構(gòu)建運(yùn)動(dòng)性心臟性猝死三級(jí)防治體系可有效提高運(yùn)動(dòng)者的健康管理水平。這是由于人工智能心電遠(yuǎn)程記錄平臺(tái)可利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，具有更高的便捷性與可操作性，運(yùn)動(dòng)者可利用日常生活中的閑余時(shí)間登錄網(wǎng)絡(luò)后臺(tái)進(jìn)行心臟性猝死相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，有利于降低運(yùn)動(dòng)者主觀學(xué)習(xí)抵觸情緒，提高健康管理能力。結(jié)果還顯示，研究組救助時(shí)間短于對(duì)照組，總滿意度高于對(duì)照組，與楊建利[16]的研究結(jié)果相似，表明基于該體系可有效縮短運(yùn)動(dòng)者救助時(shí)間，提高滿意度。分析其原因，這是由于運(yùn)動(dòng)性心臟性猝死三級(jí)防治體系利用高便攜性的心電監(jiān)護(hù)設(shè)備，實(shí)時(shí)收集運(yùn)動(dòng)者心電信息并傳輸至網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心數(shù)據(jù)庫，而利用人工智能卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)技術(shù)可對(duì)運(yùn)動(dòng)者的心電信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)異常監(jiān)測(cè)，若運(yùn)動(dòng)者心電信號(hào)異常，則系統(tǒng)自動(dòng)反饋至后臺(tái)工作人員處，此時(shí)由心電監(jiān)護(hù)組立即對(duì)運(yùn)動(dòng)者心電信號(hào)進(jìn)行二次確認(rèn)，并轉(zhuǎn)接至醫(yī)療救護(hù)組展開救援，提高了救助時(shí)效性和防治、救助效率[17]。