心电图数据库的开发和价值
心电图数据库的开发和价值
吴杰
编者的话 这篇讲座值得一读。开发心电图数据库是近年来国际上进行心电学研究的主要模式和方向之一。不同的研究方向,对心电图数据库有不同的要求。建立正常健康人群的心电图数据库是一项极为重要的心电学基础研究。中华医学会心电生理和起搏分会已在组织进行这项工作。利用正常心电图数据库也可以开发某些参数值(例如建立QT离散度正常值),进行其它临床心电图研究。开发和利用心电图数据库,可使心电图研究进入科学、有序、规范和循证的轨道,常可得到正确和客观的结果。应当重视心电图数据库的开发和利用,尽快与国际接轨。
关键词：心电图；数据库 医学数据库是宝贵的医学资源,对医学研究、临床诊断、疾病过程和预后判断具有重要价值[1]。心电图数据库作为医学数据库的一个重要组成部分,它在特定领域中发挥着重要作用。随着现代高科技的进步和计算机的飞跃发展,心电信息的采集、数字处理、测量、储存、检索、网络传输等技术问题和标准化问题已基本解决。因此,开发心电图数据库已成为近年来国际上进行心电学研究的主要模式和方向之一。
, 百拇医药
一、心电图数据库的基本概念
心电图数据库是指数据库内的心电图诊断和分类,经过临床资料证实,即数据库的心电图分类是以临床证据作为分类标准,或者数据库的心电图分类经过权威的专家小组确认(主要指心律失常数据库)。因此,开发心电图数据库实际上是一种循证医学(evidence-based medicine)的研究模式。例如,开发心肌梗死心电图数据库,入选的心电图必须按公认的临床诊断标准证实(病史、酶学检查、冠状动脉造影等),而不是根据现有的心肌梗死心电图诊断标准(异常Q波等)作为心电图入选的依据。同样,开发大样本正常人群心电图数据库,入选样本应经过临床资料证实为正常健康人。
心电图数据库的广义概念除体表心电图数据库外,还包括其它与心电检测有关的数据库。例如,体表标测图数据库(如日本循环协会体表标测图数据库),动态心电图数据库(如美国MIT-BIH心律失常数据库和欧洲ST-T数据库),心室晚电位数据库,心磁图数据库等。
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二、开发心电图数据库的基本要求
心电图数据库作为进行心电学研究的宝贵资源和档案,必须符合一定的标准和要求。为了规范未来的心电图研究,符合现代信息化时代的医学要求,以及保证各国和不同研究中心心电图研究结果能够进行交流和对比,最近美国国家卫生院及美国心、肺、血液研究院特别专家小组作出如下开发心电图数据库推荐标准[2]:
1.心电图数据库必须包括下列资料:(1)心电图记录的日期和时间;(2)患者的识别码(编号);(3)性别、种族及出生年月(不提倡用年龄表示);(4)与疾病相关的临床病理资料。
2.所有的心电图应当采用数字化形式记录和保存,心电图可随时打印在记录纸上。
3.心电图仪的采样率应满足美国心脏协会(American Heart Association，AHA)制定的标准[3],即成人心电图采样率不应低于500 Hz,心电图仪模拟信号的频响带宽必须符合AHA标准。
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4.推荐使用12导联同步心电图记录标准,每份心电图记录的时间长度不应少于10 s。
5.心电图记录至少应包括常规12导联。应保证正确的导联电极位置及采集质量合格(低噪声、无基线漂移)的心电图。根据AHA标准[3]:对于涉及儿童生理或疾病研究,心电图应该包括V4R导联记录,并采用较高的心电信号采样率。
6.心电图仪必须具有通信功能。如心电图数据在网络传送过程采用了压缩技术,应保证能精确地还原原始心电图信号。
不同的研究方向,对心电图数据库有不同的要求[2,4-6]:
1.对于大规模的心血管病流行病学调查研究和临床试验,心电图数据库常是心血管病医学库的一个组成部分。首先应建立入选样本的基础心电图(包括各种测量数据),并按预定计划定期随访采集系列心电图进入数据库,以便进行不同时期心电图的比较(例如比较QRS电轴、QRS电压、Q波、ST-T变化以及节律、传导变化等)及调查心电图变化与临床资料的关系。
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2.对于不同种族正常人群心电图范围的调查研究,数据库应包含足够大的样本量,并且要考虑到不同性别和年龄组的样本分布数,以符合正常值研究的统计学要求。
3.如果心电图数据库用于临床科学研究,例如建立某些疾病(如心室肥大、心肌梗死、预激综合征等)的心电图诊断标准或者探讨和评价心电图某些参数指标的临床价值,心电图数据库除包括明确的临床诊断证据外,应有一定的样本数,最好还能收集到合并不同疾病或病理状态的心电图,例如下壁心肌梗死合并前壁心肌梗死,左室肥大合并心肌梗死,左束支阻滞合并心肌梗死等。这类数据库可以客观和科学地描述某种疾病或不同疾病状态下的心电图特征和表现,使研究人员能真实地了解心电图检测技术对某种疾病的诊断所能提供的信息。
4.如果心电图数据库除用于临床研究外,还用于检测和客观评价市场上各种心电图自动分析仪的性能(例如著名的美国MIT及欧洲CSE数据库),还应满足有关机构制定的标准,包括心电图数据采集、储存,传送格式等标准。
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三、心电图数据库的价值
1.心血管病流行病研究的重要资料 近年,美国国家卫生院以及美国心、肺、血液研究院指导和规划了几个著名的大规模心血管流行病学调查和临床试验(例如CHS、ARIC、NHANES、NHANES2、Framingham心脏研究等),通过实施这些研究计划,开发了世界上样本量最大的国家级心电图数据库[1,2]。这个数据库为医学研究人员提供了丰富的心电图资源。研究内容包括:(1)评估心电图在预测冠心病、高血压病等发病、致残及猝死方面的能力;(2)评估心电图在检测冠心病高危患者的价值;(3)调查和评估健康人群以及心脏病患者心电图的种族差异和性别差异;(4)确定入选一级预防试验的非冠心病人群的心电图标准和入选二级预防的心肌梗死患者的心电图标准;(5)基础心电学研究,包括伴随年龄增长的心电图正常演变过程及疾病自然病程中的心电图演变类型等。
2.建立正常人群的心电图范围 正常健康人的心电图数据是研究各种疾病心电图特征及其它心电学研究不可缺少的资料。因此,调查和建立正常人心电图范围是一项极为重要的心电学基础研究[7]。正常人群心电图数据库可以导出不同性别及各个年龄组的正常心电图数据(心电图图形特征及测量参数)。在世界范围内,不同国家的正常心电图数据库是研究心电图种族差异的重要资料[8]。研究人员还可以利用正常心电图数据库资源开发某些参数值(例如建立QT离散度正常值),进行其它临床心电图研究。
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3.探讨心电图诊断标准和评估心电图的潜在价值 由于心电图数据库采用的是临床诊断结论作为心电图的入选标准,因此数据库心电图客观地展现了特定疾病状态下的各种心电图表现。一方面,这类数据库可以用来探讨和建立某种疾病的心电图诊断标准;另一方面,通过对数据库资料进行系统的分析,可以评估心电图的变化(图形改变或测量参数改变)对某一特定疾病的潜在诊断价值,这种研究方法常可得到科学合理和有说服力的结论,并正确地指导临床实践。欧洲共同体近年采用严格标准开发了1个1 220例的心电图数据库(CSE数据库)[9]。数据库除正常人外,还包括了经临床检查(包括介入性检查)证实的左室肥大、右室肥大、各个部位的心肌梗死及心室肥大合并心肌梗死等各种病例的心电图。这个数据库对心电学研究的一个重要贡献就是欧洲心电图标准化小组通过对这个数据库的调查研究,发表了关于常规心电图测量推荐标准的报告[10],并得到世界范围的广泛认可。欧洲许多学者还利用这个数据库资源进行各种专题的心电图研究活动,发表了许多非常有价值的研究成果报告。
, http://www.100md.com
结论 开发和利用心电图数据库,可使心电图研究进入到科学、有序、规范、循证的轨道,这种研究常可得到正确和客观的结果。心电图数据库作为一种宝贵的医学资源,我们应该重视它的开发和利用。应当看到我国在这一领域内与国际上有较大的差距,如何尽快与国际接轨,我们面临着挑战。
作者单位:吴杰(同济医科大学附属同济医院心内科 武汉,430030)
参考文献
1，Weintraub WS,McKay CR,Riner RN,et al.The American college of cardiology national database:progress and challenges.J Am Coll Cardiol,1997,29∶459-465.
2，NHLBI workshop on the utilization of ECG database:preservation and use of existing ECG databases and development of future resources.J Electrocardiol,1998,31∶83-89.
, 百拇医药
3，Bailey JJ,Berson AS,Garson A,et al.Recommendations for standardization in automated electrocardiography:bandwidth and digital signal processing.Circulation,1990,81∶730-739.
4，Norman JE,Levy D.Improved electrocardiographic detection of echocardiographic left ventricular hypertrophy:results of a correlated database approach.J Am Coll Cardiol,1995,26∶1022-1029.
5，Liao D,Evans GW,Chambless LE,et al.Population-based study of heart rate variability and prevalent myocardial infarction:the atherosclerotic risk in communities study.J Electrocardiol,1996,29∶189-198.
, http://www.100md.com
6，Willems JL,Arnaud P,van Bemmel JH,et al.Common standards for quantative electrocardiography:goals and main results.Methods Inf Med,1990,20∶263-271.
7，Chen CY,Chiang BN,MacFarlane PW.Normal limits of the electrocardiogram in a Chinese population.J Electrocardiol,1989,22∶1-15.
8，Rautaharju PM,Sophia HZ,Calhoun HP.Ethnic differences in ECG amplitudes in North American white,black,and Hispanic men and women.J Electrocardiol,1994,27(Suppl)∶20-31.
9，Willems JL,Abreu-Lima C,Arnaud P,et al.The diagnostic performance of computer programs for the interpretation of electrocardiograms.N Engl J Med,1991,325∶1767-1773.
10，The CSE Working Party.Recommendation for measurement standard in quantitative electrocardiography.Eur Heart J,1985,6∶815-825., http://www.100md.com
吴杰
编者的话 这篇讲座值得一读。开发心电图数据库是近年来国际上进行心电学研究的主要模式和方向之一。不同的研究方向,对心电图数据库有不同的要求。建立正常健康人群的心电图数据库是一项极为重要的心电学基础研究。中华医学会心电生理和起搏分会已在组织进行这项工作。利用正常心电图数据库也可以开发某些参数值(例如建立QT离散度正常值),进行其它临床心电图研究。开发和利用心电图数据库,可使心电图研究进入科学、有序、规范和循证的轨道,常可得到正确和客观的结果。应当重视心电图数据库的开发和利用,尽快与国际接轨。
关键词：心电图；数据库 医学数据库是宝贵的医学资源,对医学研究、临床诊断、疾病过程和预后判断具有重要价值[1]。心电图数据库作为医学数据库的一个重要组成部分,它在特定领域中发挥着重要作用。随着现代高科技的进步和计算机的飞跃发展,心电信息的采集、数字处理、测量、储存、检索、网络传输等技术问题和标准化问题已基本解决。因此,开发心电图数据库已成为近年来国际上进行心电学研究的主要模式和方向之一。
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一、心电图数据库的基本概念
心电图数据库是指数据库内的心电图诊断和分类,经过临床资料证实,即数据库的心电图分类是以临床证据作为分类标准,或者数据库的心电图分类经过权威的专家小组确认(主要指心律失常数据库)。因此,开发心电图数据库实际上是一种循证医学(evidence-based medicine)的研究模式。例如,开发心肌梗死心电图数据库,入选的心电图必须按公认的临床诊断标准证实(病史、酶学检查、冠状动脉造影等),而不是根据现有的心肌梗死心电图诊断标准(异常Q波等)作为心电图入选的依据。同样,开发大样本正常人群心电图数据库,入选样本应经过临床资料证实为正常健康人。
心电图数据库的广义概念除体表心电图数据库外,还包括其它与心电检测有关的数据库。例如,体表标测图数据库(如日本循环协会体表标测图数据库),动态心电图数据库(如美国MIT-BIH心律失常数据库和欧洲ST-T数据库),心室晚电位数据库,心磁图数据库等。
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二、开发心电图数据库的基本要求
心电图数据库作为进行心电学研究的宝贵资源和档案,必须符合一定的标准和要求。为了规范未来的心电图研究,符合现代信息化时代的医学要求,以及保证各国和不同研究中心心电图研究结果能够进行交流和对比,最近美国国家卫生院及美国心、肺、血液研究院特别专家小组作出如下开发心电图数据库推荐标准[2]:
1.心电图数据库必须包括下列资料:(1)心电图记录的日期和时间;(2)患者的识别码(编号);(3)性别、种族及出生年月(不提倡用年龄表示);(4)与疾病相关的临床病理资料。
2.所有的心电图应当采用数字化形式记录和保存,心电图可随时打印在记录纸上。
3.心电图仪的采样率应满足美国心脏协会(American Heart Association，AHA)制定的标准[3],即成人心电图采样率不应低于500 Hz,心电图仪模拟信号的频响带宽必须符合AHA标准。
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4.推荐使用12导联同步心电图记录标准,每份心电图记录的时间长度不应少于10 s。
5.心电图记录至少应包括常规12导联。应保证正确的导联电极位置及采集质量合格(低噪声、无基线漂移)的心电图。根据AHA标准[3]:对于涉及儿童生理或疾病研究,心电图应该包括V4R导联记录,并采用较高的心电信号采样率。
6.心电图仪必须具有通信功能。如心电图数据在网络传送过程采用了压缩技术,应保证能精确地还原原始心电图信号。
不同的研究方向,对心电图数据库有不同的要求[2,4-6]:
1.对于大规模的心血管病流行病学调查研究和临床试验,心电图数据库常是心血管病医学库的一个组成部分。首先应建立入选样本的基础心电图(包括各种测量数据),并按预定计划定期随访采集系列心电图进入数据库,以便进行不同时期心电图的比较(例如比较QRS电轴、QRS电压、Q波、ST-T变化以及节律、传导变化等)及调查心电图变化与临床资料的关系。
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2.对于不同种族正常人群心电图范围的调查研究,数据库应包含足够大的样本量,并且要考虑到不同性别和年龄组的样本分布数,以符合正常值研究的统计学要求。
3.如果心电图数据库用于临床科学研究,例如建立某些疾病(如心室肥大、心肌梗死、预激综合征等)的心电图诊断标准或者探讨和评价心电图某些参数指标的临床价值,心电图数据库除包括明确的临床诊断证据外,应有一定的样本数,最好还能收集到合并不同疾病或病理状态的心电图,例如下壁心肌梗死合并前壁心肌梗死,左室肥大合并心肌梗死,左束支阻滞合并心肌梗死等。这类数据库可以客观和科学地描述某种疾病或不同疾病状态下的心电图特征和表现,使研究人员能真实地了解心电图检测技术对某种疾病的诊断所能提供的信息。
4.如果心电图数据库除用于临床研究外,还用于检测和客观评价市场上各种心电图自动分析仪的性能(例如著名的美国MIT及欧洲CSE数据库),还应满足有关机构制定的标准,包括心电图数据采集、储存,传送格式等标准。
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三、心电图数据库的价值
1.心血管病流行病研究的重要资料 近年,美国国家卫生院以及美国心、肺、血液研究院指导和规划了几个著名的大规模心血管流行病学调查和临床试验(例如CHS、ARIC、NHANES、NHANES2、Framingham心脏研究等),通过实施这些研究计划,开发了世界上样本量最大的国家级心电图数据库[1,2]。这个数据库为医学研究人员提供了丰富的心电图资源。研究内容包括:(1)评估心电图在预测冠心病、高血压病等发病、致残及猝死方面的能力;(2)评估心电图在检测冠心病高危患者的价值;(3)调查和评估健康人群以及心脏病患者心电图的种族差异和性别差异;(4)确定入选一级预防试验的非冠心病人群的心电图标准和入选二级预防的心肌梗死患者的心电图标准;(5)基础心电学研究,包括伴随年龄增长的心电图正常演变过程及疾病自然病程中的心电图演变类型等。
2.建立正常人群的心电图范围 正常健康人的心电图数据是研究各种疾病心电图特征及其它心电学研究不可缺少的资料。因此,调查和建立正常人心电图范围是一项极为重要的心电学基础研究[7]。正常人群心电图数据库可以导出不同性别及各个年龄组的正常心电图数据(心电图图形特征及测量参数)。在世界范围内,不同国家的正常心电图数据库是研究心电图种族差异的重要资料[8]。研究人员还可以利用正常心电图数据库资源开发某些参数值(例如建立QT离散度正常值),进行其它临床心电图研究。
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3.探讨心电图诊断标准和评估心电图的潜在价值 由于心电图数据库采用的是临床诊断结论作为心电图的入选标准,因此数据库心电图客观地展现了特定疾病状态下的各种心电图表现。一方面,这类数据库可以用来探讨和建立某种疾病的心电图诊断标准;另一方面,通过对数据库资料进行系统的分析,可以评估心电图的变化(图形改变或测量参数改变)对某一特定疾病的潜在诊断价值,这种研究方法常可得到科学合理和有说服力的结论,并正确地指导临床实践。欧洲共同体近年采用严格标准开发了1个1 220例的心电图数据库(CSE数据库)[9]。数据库除正常人外,还包括了经临床检查(包括介入性检查)证实的左室肥大、右室肥大、各个部位的心肌梗死及心室肥大合并心肌梗死等各种病例的心电图。这个数据库对心电学研究的一个重要贡献就是欧洲心电图标准化小组通过对这个数据库的调查研究,发表了关于常规心电图测量推荐标准的报告[10],并得到世界范围的广泛认可。欧洲许多学者还利用这个数据库资源进行各种专题的心电图研究活动,发表了许多非常有价值的研究成果报告。
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结论 开发和利用心电图数据库,可使心电图研究进入到科学、有序、规范、循证的轨道,这种研究常可得到正确和客观的结果。心电图数据库作为一种宝贵的医学资源,我们应该重视它的开发和利用。应当看到我国在这一领域内与国际上有较大的差距,如何尽快与国际接轨,我们面临着挑战。
作者单位:吴杰(同济医科大学附属同济医院心内科 武汉,430030)
参考文献
1，Weintraub WS,McKay CR,Riner RN,et al.The American college of cardiology national database:progress and challenges.J Am Coll Cardiol,1997,29∶459-465.
2，NHLBI workshop on the utilization of ECG database:preservation and use of existing ECG databases and development of future resources.J Electrocardiol,1998,31∶83-89.
, 百拇医药
3，Bailey JJ,Berson AS,Garson A,et al.Recommendations for standardization in automated electrocardiography:bandwidth and digital signal processing.Circulation,1990,81∶730-739.
4，Norman JE,Levy D.Improved electrocardiographic detection of echocardiographic left ventricular hypertrophy:results of a correlated database approach.J Am Coll Cardiol,1995,26∶1022-1029.
5，Liao D,Evans GW,Chambless LE,et al.Population-based study of heart rate variability and prevalent myocardial infarction:the atherosclerotic risk in communities study.J Electrocardiol,1996,29∶189-198.
, http://www.100md.com
6，Willems JL,Arnaud P,van Bemmel JH,et al.Common standards for quantative electrocardiography:goals and main results.Methods Inf Med,1990,20∶263-271.
7，Chen CY,Chiang BN,MacFarlane PW.Normal limits of the electrocardiogram in a Chinese population.J Electrocardiol,1989,22∶1-15.
8，Rautaharju PM,Sophia HZ,Calhoun HP.Ethnic differences in ECG amplitudes in North American white,black,and Hispanic men and women.J Electrocardiol,1994,27(Suppl)∶20-31.
9，Willems JL,Abreu-Lima C,Arnaud P,et al.The diagnostic performance of computer programs for the interpretation of electrocardiograms.N Engl J Med,1991,325∶1767-1773.
10，The CSE Working Party.Recommendation for measurement standard in quantitative electrocardiography.Eur Heart J,1985,6∶815-825., http://www.100md.com