智能纺织设备在马匹长时间心率变异性监测及生理性心律失常检测中的验证研究

《BMC Veterinary Research》：Validation of a smart textile device for long-duration heart rate variability and detection of physiological arrhythmias in resting horses

本研究针对传统心电图设备在马匹长时间监测中存在的操作繁琐、易受运动干扰等问题，验证了一种新型智能纺织设备在6小时静息状态下监测心率变异性（HRV）及识别生理性心律失常的可靠性。通过与参考设备（Televet 100）同步对比12匹马的数据，发现智能纺织系统在HRV指标（如SDNN、RMSSD、LF/HF功率）和心律失常分类（如窦性暂停、二级房室传导阻滞）检测中均呈现高度一致性（Lin's ρc≥0.96）。该技术为马匹心血管健康长期监测提供了更便捷、准确的解决方案，对竞技马匹健康管理具有重要意义。

　　

在马匹竞技训练和日常健康管理中，心脏节律异常是常见但容易被忽视的问题。虽然多数静息状态下的心律失常属于生理性范畴，但部分可能预示着运动耐受性下降甚至猝死风险。传统心电图（ECG）监测依赖粘贴式电极，需要专业操作且易因马匹活动产生运动伪影（MA），导致数据丢失或误判。更棘手的是，短时监测可能漏检间歇性心律失常，而24小时霍尔特监测又因设备笨重、易脱落等问题难以普及。能否找到一种既保证数据准确性，又适合马匹自然状态下长期使用的监测方案？这成为马兽医心血管研究的重要挑战。

智能纺织技术的出现为这一难题带来转机。通过将导电纱线直接织入织物，这类设备可制成舒适贴合的监测带，避免单个电极粘贴的麻烦。已有研究证实智能纺织电极在短时监测中与传统银/氯化银（Ag/AgCl）电极性能相当，但其在长时程心率变异性（HRV）分析和心律失常识别方面的可靠性尚未得到系统验证。为此，McCrae团队在《BMC Veterinary Research》发表研究，首次对智能纺织设备进行长达6小时的综合性能评估。

研究人员采用平行对照设计，以12匹健康温血马为对象，同步佩戴Myant智能纺织设备与Televet 100参考设备进行6小时静息状态ECG采集。通过盲法分析HRV时域指标（SDNN、RMSSD、pNN50等）、频域指标（LF、HF功率）及非线性指标（Poincaré图SD1/SD2），并手动识别5类生理性心律失常。采用Bland-Altman分析和Lin's一致性相关系数（ρ_c）评估设备间差异。

心率变异性分析结果显示，智能纺织设备在所有HRV参数测量中与参考设备高度一致（ρ_c≥0.99）。平均心率偏差仅0.009 bpm，RR间期偏差小于1毫秒，SDNN、RMSSD等关键指标偏差范围在-1.71至0.44毫秒之间。值得注意的是，研究未排除二级房室传导阻滞（2nd degree AV block）对HRV的影响，因过滤算法可能同时去除生理性变异，这一处理方式更真实反映实际监测场景。

生理性心律失常检测能力方面，所有记录均检出窦性暂停（100%）、窦性心律失常（100%）和窦性心动过速（100%），83%的马匹出现二级房室传导阻滞，25%发现窦房传导阻滞（SA block）。两种设备对各类心律失常的计数一致性极高（ρ_c=0.96-1.0），且偏差值微小（如窦性暂停计数偏差0.17次）。典型心电图对比显示，智能纺织设备能清晰捕捉窦性心动过速后的窦房传导阻滞序列等复杂节律变化。

信号质量评估揭示智能纺织设备的突出优势：运动伪影率中位数仅1%，与参考设备（1%）无显著差异。这得益于电极集成设计避免线缆脱落，且无需剃毛等皮肤预处理即可通过三导联配置提供冗余信号通道。

本研究首次证实智能纺织系统可实现马匹长时程HRV监测与心律失常筛查，为马匹心血管评估提供新范式。其重要意义体现在三方面：技术上，多导联纺织电极克服传统设备易脱落、伪影多的痛点；临床上，使马场主在兽医指导下自主完成高质量心电监测成为可能；科研上，为开展24小时动态研究奠定基础。未来需在运动状态、病理模型及更长时间尺度下进一步验证，但无疑为马匹健康管理智能化开辟了重要路径。