第一篇　中国正常成人心电图数据库总述

内容摘要

1.数据库名称

中国正常成人心电图数据库

2.数据库建立的总体目的

建立中国正常成人心电图数据库，并提出中国成年人心电图正常值，为制订我国健康成人心电图标准提供科学依据。

3.数据库建立的具体目的

1）在全国范围选择有代表性区域，采集正常成人的心电图数据，建立中国正常成人心电图数据正常值范围。

2）调查和评估性别、年龄、身高、体重等因素对中国正常成人心电图数据的影响；

3）检验环境因素，如地域差异、经济发展水平、体力活动、生活习惯等因素对心电图数据的影响；

4.数据库建立的设计

本数据库为横断面调查的数据采集与分析

5.数据库入选的人群

正常中国成年人，年龄18~85岁，男女各半。以汉族人群为主。

6.数据库抽样原则和样本量

入选最少人数为8000~10 000人。抽样原则为兼顾样本的全国代表性和抽样方法的可行性。采用多阶段分层结合整群随机抽样。

7.数据库主要指标

使用调查问卷收集调查对象的一般人口学资料，对所有调查对象开展体格检查、血液检查、超声心动图检查及心电图采集。

8.统计分析

各指标均采用均值、标准差、中位数、最小值、最大值，2%，5%，25%，50%，75%，95%，98%分位数描述；心电图正常值范围采用2%分位数，98%分位数确定。所有的统计检验均采用双侧检验，P值小于或等于0.05将被认为所检验的差别有统计学意义（特别说明的除外）。

心电数据库建立的研究背景及重要性

医学数据库作为重要的医学资源，对医学研究、临床诊断、疾病过程和预后判断具有重要价值。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。

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。

一、心电图数据库的概念

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。

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，近期，美国国立卫生研究院及美国国立心肺血液研究所特别专家小组作出如下开发心电图数据库推荐标准：

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，即成人心电图的采样率不应低于250Hz，心电图仪模拟信号的频响带宽必须符合AHA标准。

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10s。

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。

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中采用了压缩技术，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：

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。

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。

三、心电图数据库的价值

1.心血管病流行病学研究的重要资料

近年，美国国立卫生研究院以及美国国立心肺血液研究所指导和规划了几项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。这些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数据范围

正常健康人群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，调查和建立正常人群心电图范围是一项极为重要的心电学基础研究。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。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。

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，因此数据库心电图能客观展现特定疾病状态下的各种心电图表现。一方面，这类数据库可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1220例的心电图数据库（CSE数据库）。数据库除正常人外，还包括了经临床检查（包括心脏介入性检查）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，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。

四、建立中国人心电数据库迫在眉睫

中国是一个拥有十三亿人口，五十六个民族的国家，地域广大，人口众多，各类心脑血管疾病逐年上升，心电图检查是临床筛查各类相关疾病的重要、快捷检查手段，但目前为止，虽已有中国人相关心电数据的散在报道，但均因样本量小，检测仪器缺乏统一性，因而参考价值有限，指导意义不强。为此，中国医药生物技术协会心电学技术分会（中国心电学会）、中国生物医学工程学会心律分会（中国心律学会）联合开展了建立各种中国心电数据库的工作。截止目前，在美国GE公司的支持下，应用FDA认证的统一标准的心电图检测仪器（心电图机和动态心电图检查仪）在全国进行了大范围的心电数据的收集、测量、整理、统计，以期建立一个代表性较强的中国心电图数据库。现已完成了“中国正常成人心电图数据库”及“中国正常成人动态心电图数据库”的数据采集工作，本书为“中国正常成人心电图数据库”的汇总资料。

五、心电图数据库建立的预调查

预调查的目的是通过小样本数据的收集了解心电图的基本数值；检验可能影响心电图的因素；探讨研究方案的合理性及可行性；发现研究中可能出现的问题；进一步完善各种标准操作流程；确定实际预算花费情况等，为进一步开展大规模的人群入选和调研提供依据。

预调查由北京大学人民医院牵头，于2011年11月至2012年1月在北京进行。北京大学临床研究所、301医院和四季青医院共同参与制定了研究方案并共同进行了受检人群的筛选及现场流行病学调查及数据收集。

预调查共计抽取了288人，其中男性155人（53.8%），平均年龄43.31岁；女性133人（46.2%），平均年龄44.5岁。预调查共筛选出完全符合入选排除标准的健康成人146人。

主要收集的数据包括：①使用调查问卷收集一般人口学资料，疾病及用药史，生活习惯，体力活动等；②体格检查（身高、体重、腰围、血压等）；③抽血以进行实验室检验包括血常规、血脂、血糖等）；④超声心动图检查；⑤心电图采集。其中心电图主要测量指标：

1）P波：形态、极向、时限、振幅

2）PR段：PR间期、PR段抬高/压低

3）QRS波群：形态、振幅、时限

4）ST段：形态、时限、抬高/压低

5）T波：形态、振幅、时限

6）QT间期

7）电轴

基于上述的国人心电数据库建立的重要性及预调查结果，北京大学人民医院与北京大学临床研究所合作，共同提出并制定了“中国正常成人心电图调查”方案，旨在了解、掌握我国居民心电图测量数据的基本状况及影响因素，建立中国人心电图数据库，为制订我国健康成人心电图标准提供科学依据。本研究为整体研究的第一阶段，将只采集“中国正常成人”心电图数据并检验人口学资料对心电图结果的影响，未来将会继续采集中国儿童和不同疾病分类人群的心电图数据并建立相应的数据库。

建立中国正常成人心电数据库的目的与方法

一、总体目的

建立中国正常成人心电图数据库，并提出中国成年人心电图正常值，为制订我国健康成人的心电图标准提供科学依据。

二、主要目的

在全国范围选择有代表性的区域采集正常成人心电图数据，建立中国正常成人心电图数据正常值范围。

三、次要目的

1.调查和评估性别、年龄、身高、体重等因素对中国正常成人心电图数据的影响。

2.检验环境因素，如地域差异、经济发展水平、体力活动、生活习惯等因素对心电图数据的影响。

3.通过多种型号心电图机的对照检测，评估不同心电图机性能，并为心电图机的国产研发提供后续数据支持。

四、中国正常成人心电图数据库建立的相关方法

1.采样设计

采用横断面调查方法。

2.入选人群

正常中国成年人，年龄18-85岁，男女各半。以汉族人群为主。

3.样本量计算

根据预调查结果，样本量计算将以主要指标QT间期的总体估计值为依据。最小样本量计算公式为：n=×σ2/δ2其中，

μα=1.96（α=0.05）

σ=整体的标准差（主要评价指标中标准差最大的为QT间期，根据预试验调查结果及文献资料的查阅，正常人群QT间期的标准差为23ms）

δ=允许的误差。本研究选择的允许误差为1ms。

结果计算：n=1.962×232/1=2032

根据预试验情况，已知筛选合格率约为50%计算，因此本次调查在每一层面所需样本量为2032/0.5=4064人。

考虑到建立心电图数据库的目的，需要分成男女不同性别组，建议最少调查人数为8000~10 000人。

4.心电图数据库抽样原则及方法

抽样原则为兼顾样本的全国代表性和抽样方法的可行性。采用多阶段分层结合整群随机抽样。

（1）首先将全国31个省份（不包括台湾、香港和澳门）按照我国八类地区（北部沿海、大西北、东北、东部沿海、黄河中游、南部沿海、西南、长江中游地区）分第一层；将全国样本量平均分配到8个组。

（2）在第一层的每个组里，按照方便的原则选取具有调查资源的1个省，作为本组的代表。

（3）在选定的省内，按照方便的原则结合对当地经济社会发展水平的代表性，分别选择一个城市和一个农村（县）。将第一层分配到该组的样本量平均分配到城市和农村。

（4）在选定的城市和农村（县），首先收集辖区内的全部街道和村落名称，然后按照完全随机抽样分别抽取足够数量的街道和村落，以满足该组所需的样本数。

（5）在抽中的街道和村落，动员所有适龄人口（18~85岁）参加筛查和调查。

此抽样方案的实施前提条件是：在划定的8个区域，每个区域必须有至少1个有能力的项目执行单位；每个区域必须至少完成有效样本500例。

此抽样方案的灵活性在于：少数民族样本可单独处理。可以视经费等条件暂时放弃，选择其中1个或者数个进行，均不影响全国样本的完成。

此方案也允许8个区域非同步开展调查。这在经费不能一次全部到位的情况下很重要，那些自身有条件的区域可以先行开展。但所有区域均必须遵守相同的抽样和调查方案。

此方案也允许在划定的8个区域内有多个平行样本作为附加样本，但每个样本均须达到规定的最少样本数。统计时需要对于此“超额”样本进行调整处理。

5.入选/排除标准

入选标准：

（1）年龄≥18岁且<85岁；

（2）BMI≤28kg/m2；

（3）无明确诊断的如下疾病：①心血管疾病如冠心病、高血压病、高脂血症、心肌病、瓣膜病、先心病、心衰等；②肝、肾功能异常；③血液系统疾病；④内分泌系统疾病，如甲状腺性疾病、巨人症、肢端肥大症、糖尿病等；⑤呼吸系统疾病如COPD、肺栓塞、呼吸衰竭等；⑥重大外伤及生理畸形；⑦妊娠妇女；⑧其他系统的严重疾病；⑨2周内用药史（不包括保健品）；

（4）同意参加本研究，并签署知情同意书。

排除标准：

调查对象存在下列任何一种情况即不能进入本项研究：

（1）静息心率<50次/分或>110次/分；

（2）查体血压≥140/90mmHg，或<90/60mmHg；

（3）血常规、肝肾功能、电解质、血糖、血脂水平异常；

（4）超声心动图明显异常：心脏结构异常、LVEF≤50%、室壁运动异常、心包积液、肺动脉高压等。

中国正常成人心电图数据库的实施方法及内容

1.问卷调查

对入选对象的一般人口学资料、主要慢性病的现患状况及家族史、生活方式等进行问卷调查。

2.入选医学体检

对所有调查对象进行体格检查【身高、体重、腰围（可选）、血压、心率等】、血液检查包括血糖、血脂和电解质，超声心动图检查。

3.心电图测量

采用MAC 5500心电图记录仪（GE公司）及国产心电图机采集12导联10s静息心电图，采样率1000 Hz。心电图数据管理使用MUSE系统，以500Hz处理。

心电图主要测量指标：

1）P波：形态极向、时限、振幅

2）PR段：PR间期、PR段抬高/压低

3）QRS波群：形态、振幅、时限

4）ST段：形态、时限、抬高/压低

5）T波：形态、振幅、时限

6）QT间期

7）电轴

中国正常成人心电图数据库的结果

1.中国正常成人心电图数据及正常值范围（随后发表）。

2.不同年龄、性别及地区的人群心电图数据的正常值范围。

3.影响心电图数据的主要因素，如身高、体重（BMI）、体力活动等。

数据录入及管理

调查问卷及体检结果使用epidata数据库统一录入。数据管理员将进行数据核查，将核查出的问题以及录入过程中遇到的问题或意外情况总结归纳成疑问表，交由专家指导委员会解答，直至无数据问题存在。

数据分析

一、统计分析计划书与统计软件

采用SAS9.2（SAS Institute，Cary，NC，USA）统计软件。方案确定后，由统计专业人员负责与主要研究者协商制订统计分析计划书。

二、统计分析方法

1.一般原则

所有的统计检验均采用双侧检验，P值小于或等于0.05将被认为所检验的差别有统计学意义。

定量指标的描述将计算均值、标准差、中位数、最小值、最大值，百分位数，分类指标描述各类的例数及百分数。

对两组一般情况的比较将根据指标的类型采用适当的方法进行分析，定量资料的组间比较采用成组t检验或Wilcoxon秩和检验，分类数据采用卡方检验或精确概率法，等级资料采用Wilcoxon秩和检验或CMH检验。

2.人群特征分析

总结各中心入组及完成数及心电图测量合格率、合格问卷回收率。对调查对象的人口学特征年龄、身高、体重、生命体征等进行描述。

3.心电图正常值

各指标均采用均值、标准差、中位数、最小值、最大值，2%，5%，25%，50%，75%，95%，98%分位数描述；

正常值范围采用2%分位数，98%分位数确定。

4.心电图影响因素分析

按年龄、性别、心率等因素分层，分别初步描述以上因素对间期、振幅、电轴等指标的影响。

中国正常成人心电图数据库建立的时间进程

1.建立心电图数据库方案的完成：2012年3月

2.伦理委员会的批准：2012年3月

3.心电图数据库的准备阶段：2012年3~4月

4.心电图数据库的实施：2012年4月~2013年12月

5.心电图数据库的总结：2014年

质量控制

一、通过北京地区预调查完善项目工作手册，制订切实可行的操作方案

二、统一质控方法

按照抽样、调查问卷、医学体检、心电图、数据管理等工作内容，统一制定标准操作流程及质量控制方法。

1.抽样的质量控制

样本县/市区相关人员在调查前填写抽样表，收集村（街道）名单及人口数。北京大学临床研究所负责制订随机抽样程序，撰写抽样过程书面报告，核查样本抽样过程是否符合全国统一方案要求。

2.心电图测定质量控制

心电图测量人员由北京大学人民医院统一培训心电图机操作流程。测量前，由1名指定的心电图测定人员负责核查心电图机测量参数及数据采集是否正常。测量结束后，至少由1名副高以上人员核实当日心电图采样数据。

3.调查问卷质量控制

使用2002年中国居民营养与健康状况调查中使用的问题及标准答案。对调查员进行统一培训。质量控制组每天对100%的问卷核实填写是否有漏项、错项，发现问题及时纠正，并最后签字。

三、培训

所有调查人员均参加项目组织的统一培训，培训合格后方可参加。

组织框架

心电图数据库的调研与牵头单位为中国医药生物技术协会心电学技术分会、中国生物医学工程学会心律分会，具体实施单位由北京大学人民医院及北京大学临床研究所策划与组织。总负责人为北京大学人民医院郭继鸿教授。临床研究所项目负责人为王燕芳教授。

专家指导委员会：主要负责项目方案设计、项目重大决策制订，主要名单如下：

郭继鸿、武阳丰、杨虎、卢喜烈、张萍、李华、王燕芳等

工作组重要人员：张萍、王燕芳、李华、李会娟、邹恒昀

研究协调员：李华

支持：薛求真、刘巍、贾丽芬、刘鹏

参研单位人员组成由合作研究者及调查员组成。分中心负责按照研究方案完成问卷调查、心电图测量及数据录入等。

心电图数据库建立中的文件和记录的保存

由牵头单位建立研究文件和记录档案，以便可以准确的报告、解释和核实。这些文件分为两类：①原始资料，主要包括记录心电图测量及体检的原始文件。②研究单位项目管理文件，至少包括研究方案、调查表、体检表、知情同意书等研究文件的修订版本，伦理委员会审批后同意批件，研究中心参与人员培训记录、项目进度计划及其更新、会议纪要等。研究单位保存以上两类文件档案至研究结束或停止后至少5年。

伦理问题

1.伦理委员会

课题负责人需要向伦理委员会提交有关技术资料，包括已讨论完成的研究方案、病例报告表、知情同意书以及其他文件资料，获得负责单位伦理委员会批准后，方可进行调查。研究实施过程中，研究者应遵循GCP及赫尔辛基宣言的伦理要求，保证调查对象的权益。主要研究者需按伦理委员会要求定期提交研究进展报告，及时上报研究实施情况。

2.知情同意

获取知情同意书时，研究者向调查对象详细介绍本研究的目的、研究方法及可能获得的益处与风险、需要调查对象给予何种配合，并应告诉调查对象参加本项临床研究是完全自愿的，在研究期间可随时退出，拒绝或退出此研究将不会影响调查对象的治疗及合理的医疗权利。过程中将随时解答调查对象的提问，并提供调查对象充分考虑以及与家属商量的时间。研究者应确认调查对象在充分理解的基础上自主决定是否参加此研究。调查对象如同意参加此研究，应签署知情同意书。获取知情同意的研究者将同时在知情同意书上签名和签署日期。调查对象将获得一份知情同意书的副件，原件将由研究者作为临床研究文档妥善保管。当研究实施过程中需要修改方案，或因获得新的信息可能影响调查对象继续参加研究时，研究者应对知情同意书作相应修改，并再次获得调查对象的知情同意。

3.保密与隐私

所有的入选调查对象的个人信息将予以保密，保存研究资料的橱柜将上锁。除研究小组成员外，只有质量控制人员和伦理审查委员会有权查阅，且需要获得调查对象的同意。研究实施过程中，所有调查对象资料均以特定的调查对象编号来识别。本研究结果将以科研论文的形式发表，但调查对象个人信息（包括姓名、年龄等）均属保密。

知识产权

“中国正常成人心电图数据库”项目的知识产权归属发起和组织单位——中国医药生物技术协会以及主要领导牵头的单位——北京大学人民医院和北京大学临床研究所。未经许可不得随意摘编、转摘等。

参考文献

［1］郭继鸿主编．心电图学．北京：人民卫生出版社，2005．

［2］郭继鸿主编．新概念心电图（第四版）．北京：北京大学医学出版社，2014．

［3］杨啸林，张靖，等．基于大规模人群调查的心电数据库的构建．中国生物医学工程学报．2010，29（3）．

［4］George Moody and Roger Mark．The Impact of the MIT-BIH Arrhythmia Database．IEEE Eng Med Biol Mag．2001，20（3）．

［5］吴杰，汪道文，等．成人健康人群心电图正常范围的调查．中华心律失常学杂志．2008，12（3）．

［6］霍晓燕，谭学瑞．心脏电生理数据库．中国医药．2007，2（4）．

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