动态心电图机可连续 24 h 记录患者心电信息并给予分析判断，是临床诊断心血管疾病的重要手段，已被广泛应用于各级医疗机构。相较于数字心电图机，动态心电图机对常见的心律不齐、心肌梗死等心脏疾病具有更高的检出率 ^[1]。同时，动态心电图机也被应用于运动生理研究和飞行员等特殊人才选拔等领域 ^[2]。利用动态心电图机研究运动员运动状态下的心电变化及航天员、航海员等特殊环境作业人群的心脏电信息，具有重要的社会效益和经济效益 ^[3]。随着计算机技术和医学的飞速发展，动态心电图机的心电自动分析功能得到不断完善 ^[4]，心电波形识别和参数提取能力更加精细、准确，可为医师提供更具体、更全面的参考数据。基于此，本文阐述动态心电图机的发展、工作原理、应用领域，总结动态心电分析技术的发展，并简要介绍动态心电的质控与计量检定，以期为同行提供借鉴。

1  动态心电图机的发展及工作原理

动态心电图是心电学发展的一个里程碑。1961 年，NJ Holter 在《科学》杂志上发表了题为 New Method for Heart Studies 的论文，标志着动态心电图技术正式诞生 ^[5]。1962 年，NJ Holter 与 Delmar 公司合作制造出首批动态心电图机。60 年来，随着计算机和电子技术的迅速发展，动态心电图机的应用领域也不断拓展，现已遍布各级医疗机构。动态心电图的主要用途是发现并记录在常规心电图检查时不易被发现及日常活动时发生的心电图改变，为临床诊断和治疗提供重要依据 ^[3]。

动态心电图机由记录盒、导联线和回放分析设备 3 部分构成，多采用 Mason-Likar 十二导联体系。使用时，需于患者胸部 10 个点位上粘贴电极片，由记录盒记录心脏兴奋时体表点位之间的电位差，以时间为横坐标，电位差为纵坐标描绘出 1 条连续曲线，称之为心电图 ^[6]。心电图可反映心肌兴奋由心房到心室传导的时间先后顺序及相应的兴奋强度。通过心电图，可了解心脏兴奋过程中房室功能是否正常。常规的心电图仅可观察患者 20 s 内的心脏电活动，某些偶发、突发的异常心电活动不易被发现。而 24 h 动态心电图机可弥补时间上的不足，记录的患者心电信息更充分，数据量更大，可充分了解患者在静态和动态、清醒和睡眠等条件下的心脏电活动，以发现心脏的异常变化 ^[7]。

1 个完整的心电周期由 P 波、QRS 波和 T 波组成，电压幅值一般是 50 μV 至 5 mV，频率范围是 0.05 ~ 150.00 Hz。若生理状态异常，心电图可呈现出多种变化。例如心率改变、P-QRS-T 波群变化（如 P 波双峰、ST 段抬高或压低、T 波倒置等）^[8]。异常的心电波形不仅可辅助医师判断患者是否存在心律异常、心肌梗死或心肌缺血等问题，还可辅助医师评估药物治疗效果和患者术后康复情况 ^[9]。

为完整、准确地记录患者的心电信息（QRS 复合波约 5 ~ 10 Hz，P 波和 T 波约 5 Hz，起搏脉冲和心室晚电位等频率在 100 Hz 以上），动态心电图机多采用 500 Hz 以上的采样率，因此 24 h 的心电图记录容量将达 1 GB 以上。为实现数据高速传输和长时间储存，必须对采集的数据进行高效无损压缩 ^[10]。技术人员将记录的心电信号区分为低频和高频信号，将 2 种不同的基于整 - 整小波变换多分辨分解的心电数据压缩算法进行有机结合 ^[11-12]，针对不同频率心电信号数据量，选用不同的压缩方式，即对频率为 250 Hz 以下的心电信号做数据无损压缩，其他高频心电信号做信息无损压缩（数据微损），由此实现了心电信号的高效、高保真数据压缩。

2  动态心电的应用领域

动态心电图机被广泛应用于大型医疗机构临床实践中，是心脏疾病前期诊断的重要手段。以中国医学科学院阜外医院为例，作为全国最大的心血管疾病诊治中心、心血管疾病国家重点实验室，其配备了 600 台动态心电图机，应用于心脏疾病的前期诊断和科学研究，且所有设备常满负荷运行。临床医师可依据动态心电图、血管造影、CT 和磁共振检查结果综合判断患者病情。

动态心电图机还被广泛应用于运动生理学研究和航海航天等特殊环境从业人员心脏电生理的研究 ^[13]。运动员训练时佩戴动态心电分析仪，可记录并分析高强度运动状态下的心脏生理活动。航海人员从事航海过程中会受到水面及水下各种环境因素的影响。船舶机动范围大造成航海员所处气候环境变化大，船舱居住密度高、饮食受限、劳动强度大、环境复杂等因素均可影响航海人员的睡眠和健康，易引起从业人员的生理及病理变化。动态心电图机能做到随时检查，及时发现心脏电信息中的异常。

3  动态心电分析技术的发展

动态心电图机记录时长可达 24 h，心电信息数据庞大、分析烦琐，需依赖软件的自动分析功能 ^[14]。随着医学和计算机技术的快速发展，软件的自动分析功能从只能分析室早、房早等常见的心律不齐，到目前可对几十种心脏问题进行分析处理 ^[15]。临床使用的动态心电图机大多采用的是软件自动分析加人工修正方式 ^[16]。大型医疗机构医师每天需分析处理几十例患者的心电信息，而能够做到快速反应、精准分析的信息回放系统，已成为动态心电图机之所以被临床青睐的最重要的设备优势。

3.1  波形识别技术的发展

心电信号各波形的检测和参数提取是自动分析和诊断的关键。其中，以 QRS 波的检测为基础，确定 QRS 波后才能分析其他波形。QRS 波检测技术大致可分为参数检测法和图像识别法 ^[17]。参数检测法是将心电图经数字滤波器（带通滤波、自适应线性滤波器、非线性滤波器等）处理，提高QRS 波信噪比，然后经差分、逐点平方等得到变换的信号，再经可变阈值检测器通过检测幅度判别 QRS 波 ^[18]。还有一部分是基于概率分布的数学模型，根据已知心电图的波形分布规律，采用概率估计法检测 QRS 波形。图像识别技术是将心电波形图拆解，以不同的波形和线段分解为一系列的模式（线段或峰谷），用不同的符号表示模式中的特征参数（如尖峰、线段斜率、起点和终点等），将某个波形的一系列符号组成 1 个特定序列，若心电图某个片段符合 QRS 波的特定序列，则判定该片段为 QRS 波。相对于参数检测，图像识别可避免对图形差异大而参数变化不大的 QRS 波的错误识别。但该方法分析速度较慢，对干扰噪声比较敏感，实际使用较少。

3.2  自动分析技术的发展

自动分析功能建立在对心电图各波形识别的基础上，不同的症状往往对应不同的特征波形，并通过心电图反映出来。但若仅从波形图的特征倒推病情则易出现误判和漏判，这是因为人体病情复杂且存在隐匿性，并非所有心脏疾病均会表现出症状；另外，心电各波形极易受到外界因素的干扰。以心肌缺血为例，患者的心电波形呈现 ST 段抬高或降低，但健康人群也会出现 ST 段改变（如体位改变、贫血、低钾血症、心肌炎和进食药物等均可影响 ST 段改变）^[19]。

随着医疗水平的提升，不断有复杂的心脏疾病难题被攻克，临床对心脏疾病的认知也更加丰富，使用动态心电图分析诊断病情时通常会结合多个参数值综合判断。以心肌缺血为例，国际上普遍认同“3 个 1”标准（1×1×1 规则）和“肌缺血总负荷”概念，为心肌缺血的判定提供了客观的评价指标^[20]。心电自动分析系统在对 ST 段分析时，软件首先确定 P 波、QRS 复合波、ST 段与 T 波的比率及 T 波的起始和终点，以 PR 段位等电位线判断 ST 段改变，分析完成后计算机会同时显示多个参数值：ST 段变化的斜率曲线、心肌缺血总负荷、每次缺血持续的时间及最大心率、发作前 5 ~30 min 心率及变异度和 ST 段的移位等，医师可根据软件提供的上述参数值进行综合判断，最后再结合患者的病史和影像结果判断和评估病情，减少了对相关疾病的漏诊和误诊 ^[21-22]。

4  动态心电的创新应用

传统动态心电图机不具备心电信息远程传输功能，患者在 24 h 监测后需在医院进行摘盒，由医师在分析软件上读取心电信息。从严格意义上讲，传统动态心电图机属于回顾式心电记录分析仪，暂无法做到数据实时监测和分析，对于较偏远地区或行动不便的患者而言有诸多不便之处。近年来，随着网络信息技术和人工智能技术的发展，以动态心电技术为基础的可远距离传输心电数据的远程心电监护系统和可穿戴式的无线心电监护设备逐渐走进社区和家庭，实现了心电数据的及时获取，为动态心电技术的创新应用扩展 ^[23-25]。

4.1  远程心电监护系统的发展

远程心电监护系统由心电监护终端、移动通信网络和中心服务站 3 部分组成，通过将无线通信技术（CDMA 和 GPRS）和互联网技术结合，规避了单纯使用互联网对受试者环境的限制，也避免了数据接收和分析手段单一性的局限 ^[26]。充分利用电信网络在我国覆盖面广泛、信号优质的特点，实现数据高速传输，使心电远程监护系统的使用范围更广，可接收来自基层及偏远地区患者的信息，通过无线模块将数据实时传输，实现心电实时监护 ^[27]。

4.2  可穿戴无线心电监测仪

很多致力于家庭医疗健康服务的公司开发了无线便携式动态心电设备，体积小巧轻薄，可使用电极片粘贴于患者胸前监测 24 h 心电活动，连接手机软件，由 AI 提供远程智能分析服务或上传心电图数据由专业医师进行结果分析 ^[28-29]。其优点是佩戴方便，对日常生活影响较小，可随时随地佩戴监测，缺点是一次性资金投入大、采样精度与性能较低，由于采样方式为单导或三导，故只能监测心脏局部的心电活动，无法提供全面专业的心电数据，与临床使用的十二导动态心电图机采样的全面性差距较大。因此，此类设备主要适用于术后康复人群、肥胖及高血压人群的日常心电监测 ^[30]。

5  动态心电的质控与计量检定

动态心电图机是纳入国家强制检定范畴的计量器具，依据国家计量检定规程 JJG 1042-2008《动态（可移动）心电图机》开展检定活动 ^[31]。检定内容包括外观和工作正常性检查，对最大输入电压、最小描记灵敏阈、灵敏度误差、频率响应、过冲、滞后、硬拷贝描记速度误差、共模抑制比和噪声电平等计量性能给予评价。检定周期为 1 年，检定合格后由检定机构出具检定合格证书。动态心电图机不合格项大多为记录器损坏或导联线折断等原因导致的信号记录中断。医学工程师应在检定日期的6 个月左右对该院设备进行质控，对有故障的设备进行维修，减少由于故障造成的误判和错判。

6  小结

动态心电图是医疗机构诊治心血管疾病的重要手段。随着社区防治转诊模式的不断推动和落地，心血管疾病的防治由医院向社区转移。动态心电图机将更多的分布于基层和社区医院，用于高危人群早期筛查与综合干预项目。随着科技的发展和医学的进步，使用新型心电电极及无导联线连接的动态监测设备将不断得到开发和推广，会有越来越多的人群受益于科技的进步，实现健康的自我管理和监测。

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