Potential application of continuous pulse oximetry in cardiac rehabilitation programs: scientific review

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Real-time monitoring of patients' vital signs and feedback in virtual rehabilitation can be achieved through the use of remote technologies. Wearable sensors during training allow monitoring of heart rate, electrocardiography, and blood pressure. Oxygen saturation indicators are measured less frequently, although they may have greater diagnostic value. The search was conducted in PubMed, Scopus, Web of Science, PEDro, and Google Scholar databases. As of January, 62 sources, including Cochrane and systematic reviews, had been selected.

Blood oxygen saturation can only be measured using a pulse oximeter, which operates on the Bouguer-Lambert-Beer law and emits two wavelengths; the measurement can be carried out by transmission and reflective methods. In medically certified devices, the data are transmitted to the technological system and evaluated by trained medical personnel. Bracelets and rings have shown the greatest convenience and reliability for fixing pulse oximeter. Continuous monitoring of oxygen saturation during stress tests and physical training ensures their safety and allows the load adjustment. When connected to a telemedicine platform, the system should ensure direct interaction between the doctor and the patient with monitoring of vital parameters.

When conducting cardiac rehabilitation, a reliable certified medical device able to provide a continuous monitoring is required. Monitoring of vital parameters is carried out using a device with the necessary sensors, a patient feedback system and a telemedicine platform accessible to medical personnel for storing and analyzing the obtained data.

Full Text

Введение

Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) являются основной причиной заболеваемости и смертности во всем мире [1]. Кардиологическая реабилитация (КР) рекомендуется в качестве ключевого многокомпонентного вмешательства для снижения этих показателей, уменьшения количества повторных госпитализаций и улучшения качества жизни [2; 3]. Программа КР включает физические упражнения, психологическое консультирование и обучение по модификации факторов риска ССЗ. Но, несмотря на доказанные преимущества, приверженность пациентов к прохождению программ КР остается низкой, что чаще всего связано с ограниченной доступностью реабилитационных центров, расходами на транспорт, нежеланием участвовать в групповых программах, дефицитом времени и карьерными обязательствами.

Альтернативным решением может быть КР с применением телемедицинских технологий [4], которая позволяет пациентам участвовать в программах дистанционно, обеспечивая контроль физиологических параметров, взаимодействие с лечащим врачом и обучение навыкам оценки интенсивности физической нагрузки [5; 6]. Широкая доступность связи и значительный рост использования дистанционных технологий способствуют внедрению сложных персонифицированных программ телемедицины у пациентов с ССЗ. Недавно опубликованные результаты Кокрейновского обзора [7], систематических обзоров клинических исследований [8–10] продемонстрировали высокую эффективность и осуществимость цифровой КР в улучшении физической активности (ФА) и качества жизни пациентов. Кроме того, систематический обзор, проведенный V. Antoniou et al. [11], показал, что применение дистанционной КР приводит к снижению частоты нежелательных сердечно-сосудистых событий и показателей повторной госпитализации.

Применение удаленных технологий и носимых датчиков в КР позволило проводить мониторинг показателей пациентов в режиме реального времени, обеспечивая постоянное наблюдение и необходимую обратную связь [12; 13]. При помощи различных датчиков оцениваются характеристики ФА (продолжительность и интенсивность проводимой тренировки, пройденное расстояние), частоты сердечных сокращений (ЧСС), уровня артериального давления (АД), показателей электрокардиографии (ЭКГ), оксигенации крови (SpO2). Наблюдение за физиологическими параметрами позволяет адаптировать программу реабилитации к индивидуальным возможностям пациента, установить реалистичные цели, а измерение в динамике помогает оценить, насколько эффективно реабилитационные мероприятия помогают улучшить функционирование организма [14; 15].

Применяемые в дистанционной КР носимые датчики могут использоваться в режиме постоянного круглосуточного мониторинга, при проводимой тренировке или в различные ее периоды, а также могут работать автоматически или требуют участия пользователя. В большинстве исследований, посвященных телемедицинской КР, во время тренировки проводилась оценка показателей сердечно-сосудистой системы: контроль ЧСС [16; 17], показателей ЭКГ [18; 19], а до и после физических упражнений измерялось АД [20–22]. Оценка оксигенации крови также проводилась до и после физической активности [23], хотя снижение SpO2 во время тренировки может обладать большей диагностической ценностью.

Цель исследования – изучение необходимости непрерывного мониторинга SpO2 во время проведения кардиотренировок и разработка рекомендаций по его практическому применению на основе анализа систематических обзоров и метаанализов рандомизированных контролируемых исследований (РКИ).

Материалы и методы исследования

Поиск проводился в базе данных PubMed, Scopus, Web of Science, PEDro, Google Scholar, по ключевым словам: «динамическая пульсоксиметрия», «физические упражнения», «непрерывный мониторинг оксигенации». Всего на январь 2025 г. было отобрано 62 источника, из которых 22 (35,5 %) составили систематические обзоры, 2 (3,2 %) – Кокрейновские обзоры, 38 (61,3 %) – рандомизированные клинические исследования. Временной период публикации статей – последние 15 лет, оцениваемое вмешательство состояло из программы упражнений с контролем сатурации кислорода; выборка включала пациентов, перенесших острый инфаркт миокарда и/или имеющих хроническую сердечную недостаточность; результат вмешательства оценивался по наличию жалоб и клинических проявлений, параметрам оценки функции и/или структуры сердца, кардиореспираторной выносливости, пикового потребления кислорода (VO2пик). Последний поиск осуществлялся 1 февраля 2025 г.

Методики измерения оксигенации крови при помощи носимых датчиков

Оксигенацию крови в КР чаще всего измеряют с помощью пульсоксиметра – небольшого прибора, который крепится на палец руки или мочку уха и определяет уровень насыщения гемоглобина крови кислородом неинвазивным методом.

Принцип работы пульсоксиметра основан на законе Бугера – Ламберта – Бера, который позволяет оценить концентрацию вещества на основе интенсивности поглощенного света. Гемоглобин в зависимости от его оксигенации способен в разной степени поглощать свет определенной длины волны при его прохождении через участок ткани. Датчик фиксируется на участке тела пациента и содержит два диода, которые излучают монохроматический свет с длиной волны 660 и 940 нм соответственно. Указанные параметры выбраны потому, что оксигенированный (HbO2) и дезоксигенированный гемоглобин (Hb) в этих условиях поглощают свет по-разному, и определение SpO2 происходит при расчете их соотношения. Свет проходит через ткани тела человека и воспринимается фотодетектором (трансмиссионное измерение). Показатель сатурации отражается на дисплее пульсоксиметра [23].

Также существуют устройства, работающие на принципе отражения: источник света и фотодетектор находятся на одной стороне (рефлективное измерение). Для долговременного мониторинга в кардиореабилитации T. Leppänen at al. [24] рекомендуют рефлективную технологию из-за ее универсальности и меньшего числа артефактов при движении. Но при расчете SpO₂ необходимо учитывать, что при любом методе измерения происходит рассеяние света в тканях, которое связано с разницей в показателе преломления между клеточными органеллами и клеточной жидкостью, а также между внутриклеточной, внеклеточной жидкостями и крови. Поэтому связь между физиологическим и измеряемым параметром SpO2 не может быть получена непосредственно из расчетов, основанных на законе Бугера – Ламберта – Бера о поглощении света в HbO2 и Hb, а определяется экспериментально для каждого типа датчиков пульсоксиметра путем калибровки: SpO2 измеряется у здоровых добровольцев одновременно с содержанием кислорода в артериальной крови при помощи газового анализатора [25].

В настоящее время появилось много исследований, предлагающих использование фотоплетизмографии (ФПГ) для измерения оксигенации крови [26; 27]. Метод ФПГ основан на измерении объема крови в тканях через оптическое поглощение света. В наиболее распространенной методике ФПГ (трансмиссионный режим) ткань облучается светоизлучающим диодом, а интенсивность света измеряется фотодатчиком на другой стороне ткани. Ударный объем крови увеличивает оптическую плотность и длину пути через освещенную ткань (из-за внутрисосудистого увеличения количества эритроцитов и светопоглощающего гемоглобина, который они несут), что уменьшает интенсивность света на фотодетекторе. Амплитуда сигнала ФПГ связана с максимальным изменением объе­ма крови во время систолы [25; 28].

При проведении ФПГ обычно используется одна длина волны излучения (чаще всего зеленый свет или волны инфракрасного диапазона). Но для измерения сатурации необходимо использовать две длины волны (красный и инфракрасный свет), так как только с их помощью можно различить HbO2 и Hb. Одна длина волны при ФПГ позволяет измерять только ЧСС, вариабельность сердечного ритма, характеристики пульсовой волны, но не уровень кислорода в крови [29].

Характеристика различных видов носимых датчиков

В настоящее время было разработано и произведено множество носимых датчиков для получения данных о физиологических параметрах. Среди них можно выделить два типа:

  1. Коммерческие устройства: смарт-часы, «умные» часы или «фитнес-браслеты», измеряющие SpO2 при помощи отражения. Такие устройства часто снабжаются функцией контроля ЭКГ, ЧСС и физической активности. Они записывают и контролируют параметры мгновенно или в течение короткого периода (1–2 мин), но круглосуточную непрерывную запись осуществлять не могут. Коммерческие приборы не могут отражать фиксируемые жизненные показатели в едином отчете, чтобы предложить врачу полный набор данных и подробное определение состояния здоровья пациента.
  2. Медицинские сертифицированные приборы, которые регистрируют основные показатели жизнедеятельности, передают данные в интегрированную технологическую систему, состоящую из нескольких компонентов: носимого устройства, алгоритмов обработки и фильтрации (обеспечивающие точность и высокое качество полученных данных, а также исключение артефактов) и медицинского отчета, соответствующего международным стандартам.

В зависимости от цели применения различается длительность измерения SpO2:

  1. Мгновенно: общепринятое применение, осуществляемое путем помещения кончика пальца на датчик, в то время как рука пациента находится в состоянии покоя. На дисплее прибора отображаются значения пульса и оксиметрии [30].
  2. В течение длительных периодов времени при мониторинге SpO2 у хронических пациентов в стабильных условиях. Используется обычный пульсоксиметр с пальцевым датчиком или специальный носимый датчик на запястье (груди, мочке уха) пациента, работающих по принципу передачи. Записанные данные затем передаются на персональный компьютер для обработки и анализа данных [31].
  3. Удаленный мониторинг в режиме реального времени для контроля состояния здоровья пациента при выполнении программы КР (кардиотренировка, силовые упражнения). Осуществляться может при помощи носимого устройства с несколькими датчиками (АД, ЧСС, SpO2, движение и др.), которое обычно размещается на запястье или груди пациента, чтобы не вызывать дискомфорт и избежать ограничения движения. Измерения передаются на специальную платформу и доступны в мобильном приложении и/или на сайте, где оцениваются обученным медицинским персоналом [32; 33].

В настоящем обзоре будут рассмотрены клинические исследования, в которых применялись только медицинские сертифицированные устройства.

Также представляют интерес различные способы фиксации носимого датчика SpO2 на теле человека при измерении физиологических параметров в течение длительного периода времени. Расположение пульсоксиметра на пальце является стандартным при клинических измерениях из-за простоты использования и высокого качества поступающего сигнала. Но такой метод неудобен для длительного мониторинга при физической активности или при сниженной перфузии крови в периферических тканях [30].

Смарт-часы, или «умные» часы, которые носятся на запястье, находятся в разработке и совершенствуются в течение нескольких лет. Одно из первых устройств такого типа – AMON с беспроводным модулем передачи данных, впервые представленное в 2002 г. и обеспечивающее контроль ЧСС, SpO2, температуры кожи [34]. Затем появилось новое поколение смарт-часов с беспроводной и мобильной связью. Они удобны и комфортны в ношении, а также способны обеспечить длительный мониторинг жизненно важных функций. Однако точность показания датчиков при расположении на запястье зависит от плотности прилегания устройства к коже, а также от изменения положения руки при физической активности, когда велика вероятность появления артефактов [35].

Для измерения сатурации крови кислородом трансмиссионным методом стали предлагаться кольцевые датчики. Большинство из них находятся в стадии разработки, но уже имеющиеся устройства показали удобство при ношении и быструю адаптацию пациентов при применении в клинических условиях [36]. J.J. Mastrototaro et al. [37] провели проспективное клиническое исследование, в котором добровольцы были подключены к аппаратам для введения дыхательной смеси, обедненной кислородом. Проводилось параллельное измерение SpO2 путем введения в плечевую артерию специализированной канюли для анализа газового состава крови и при помощи тестовых датчиков, один из которых был размещен на кончике пальца, а другой в виде кольца. По результатам исследования оба тестовых медицинских устройства показали высокую точность измерения насыщения крови кислородом.

Расположение датчика на мочке уха также позволяет достоверно измерить SpO2, так как благодаря высокой плотности расположения сосудов полученные результаты обладают высокой точностью и подходят для пациентов с нарушениями периферического кровообращения. Однако при долговременном размещении такое положение датчика неудобно и может смещаться при физических упражнениях. Некоторые авторы предлагают использовать для этой цели внутриушной датчик [38]. Но применение устройств, которые крепятся к слуховому проходу, осложняется наличием множества артефактов, возникающих при движениях челюсти при жевании, разговоре или физических упражнениях [39]. При фиксации датчика на груди при помощи нагрудной повязки или липкого пластыря полученные результаты могут зависеть от дыхательных движений, а при физической нагрузке отмечается меньшее количество артефактов, при правильном размещении можно получить хороший и устойчивый сигнал. Исследователи отмечают, что при таком расположении устройств может возникнуть неудобство при частом перемещении датчика [40].

Для удобства регистрации жизненно важных показателей во время тренировки были разработаны мультисенсорные футболки, причем может использоваться как рефлективный, так и трансмиссионный метод фиксации сигнала. В ткань футболки интегрируются светодиодные и фотодиодные полосы с медными проводами для проведения сигнала в текстильном волокне, иногда источник света и детекторы представляют собой оптические волокна, вшитые в ткани [35]. Но в разработанной и представленной на рынке «умной одежде» используется метод ФПГ, который, как было сказано ранее, может применяться для регистрации ЧСС, вариабельности сердечного ритма, характеристик пульсовой волны, но не используется для определения SpO2. Также одежда для фиксирования носимых устройств пока не так удобна, поэтому внимание разработчиков направлено на интеграцию неинвазивных и гибких датчиков и уменьшение размера используемой электроники [41].

Преимущества, обеспечиваемые непрерывным мониторингом сатурации кислорода

На начальных этапах становления КР с применением телемедицинских технологий измерение физиологических параметров проводилось до и после физической нагрузки. В исследовании R. Hwang et al. [23] программа телереабилитации была реализована с помощью синхронной платформы видеоконференций при помощи сети Интернет в домашних условиях. Пациентам были предоставлены автоматический сфигмоманометр и пульсоксиметр для самостоятельного контроля и устного сообщения уровня АД, ЧСС и SpO2 в начале и конце каждой сессии физических упражнений. Проводились групповые тренировки под контролем терапевта, двусторонняя аудиовизуальная связь обеспечивала взаимодействие сторон. Применение данной технологии позволило обеспечить правильное выполнение упражнений пациентами в режиме реального времени, а изменения в программе реабилитации могли вноситься с учетом полученных данных. Но для обеспечения безопасности пациента во время проведения кардиотренировок и своевременного выявления ухудшения его состояния необходим непрерывный мониторинг SpO2 [42; 43].

В опубликованном обзоре P. Agarwala et al. [44] было показано, что применение непрерывного мониторинга SpO2 во время проведения теста с шестиминутной ходьбой (ТШХ) повышает безопасность осуществления теста для пациентов, позволяя оценить дополнительные параметры. ТШХ был рекомендован для оценки сердечной и дыхательной функции в официальном руководстве ATS statement: guidelines for the six-minute walk test [45]. Его проведение не требует сложного оборудования или технических знаний, в отличие от кардиопульмонального нагрузочного стресс-теста [46]. Пациенту предлагается в течение 6 мин пройти как можно большее расстояние по 30-метровому коридору с максимально возможной скоростью, причем первичным показателем результата является расстояние, пройденное за 6 мин, измеряемое в метрах. Изначально использование непрерывной пульсоксиметрии не предусматривалось во время проведения ТШХ [47]. Но, после того как появилась возможность мониторинга ЧСС и SpO2 во время прохождения теста [40], было доказано, что десатурация кислорода влияет на пройденное расстояние. Также было доказано, что произведение минимального уровня сатурации кислорода и пройденного расстояния прогнозирует заболеваемость и смертность при хронических респираторных заболеваниях [48; 49]. В исследовании Y. Matsuoka et al. [50] применили индексы, которые учитывают десатурацию, вызванную физической нагрузкой при ТШХ у пациентов с ССЗ. Авторы оценили индекс DDR (desaturation distance ratio) – произведение пройденного расстояния и самого низкого показателя сатурации кислорода во время ТШХ [51; 52], и индекс DSP (distance-saturation product) – отношение площади десатурации (разница между максимально возможным SpO2 (100 %) и SpO2 пациента каждые 2 с) к пройденному расстоянию [53; 54]. Было показано, что десатурация кислорода во время прохождения теста влияет на пройденное расстояние у пациентов с ССЗ даже без легочных осложнений, а DDR более подходит, чем DSP, в качестве оценки физической активности. Все вышесказанное подчеркивает важную роль непрерывного мониторинга SpO2 во время проведения ТШХ.

В работе M. Hermann et al. [55] была рассмотрена кардиореабилитация пациентов после перенесенной инфекции COVID-19. Аэробная программа состояла из дозированной контролируемой ходьбы в помещении или на открытом воздухе, во время выполнения которой проводилась пульсоксиметрия. Начальная интенсивность упражнений определялась при помощи ТШХ, а критериями прекращения или снижения интенсивности были снижение уровня SpO2 менее 88 %, оценка воспринимаемого напряжения по шкале Борга более 16 баллов (шкала «6–20») и/или достижение субмаксимальной ЧСС. Авторы подчеркивают, что непрерывный мониторинг SpO2 позволил обеспечить безопасность проведения физических упражнений. Для этой же группы пациентов F. Yang et al. [56] доказали эффективность проведения кардиопульмональной реабилитации в домашних условиях. Физические упражнения выполнялись под контролем физиологических параметров (ЭКГ, ЧСС, SpO2), результаты измерения которых сообщались при помощи телефонной связи и позволяли лечащему врачу проводить коррекцию назначенной программы. M. Chan et al. [57] предложили для обеспечения непрерывного мониторинга SpO2 использовать специальный нагрудный биосенсор, способный фиксировать сигналы ЭКГ и ФПГ с высокой точностью и передавать данные на удаленную платформу для оценки медицинским персоналом.

Применение непрерывного мониторинга SpO2 в телемедицинских системах, обеспечивающих поддержку дистанционной КР

Основополагающую роль в обеспечении сложного и глубокого анализа полученных биоэлектрических и биометрических сигналов с носимых датчиков играют различные инструменты искусственного интеллекта, которые включают предварительную обработку сигнала, извлечение характеристик, их классификацию или кластеризацию, статистический анализ [58]. В недавно опубликованных работах были описаны телемедицинские системы, использующие носимые датчики для регистрации и мониторинга жизненно важных функций. Так, S. Marathe et al. [59] представили использование системы мониторинга пациентов с применением четырех датчиков: ЭКГ, АД, температуры и SpO2. Данные, собранные с датчиков, отправляются на модуль Wi-Fi и загружаются в облачное хранилище. Лечащий врач может просматривать их в удобное время, а обратная связь осуществляется при помощи телефонных звонков. I. Joseph et al. [60] в своем исследовании предлагают использовать телемедицинскую систему с фиксацией тех же параметров: ЭКГ, АД, температуры и SpO2, датчики которых подключены к сети Интернет. Полученные данные доступны через мобильное приложение или специальный сайт, что позволяет врачам в режиме реального времени контролировать состояние пациента и корректировать программу упражнений. Данную систему авторы предлагают использовать для мониторинга за проведением КР в удаленных районах при нехватке медицинского персонала. C. Nwibor et al. [61] предлагают для проведения дистанционной КР использовать специально разработанный датчик, который получает и измеряет сигнал ФПГ, а затем сохраняет его на удаленной платформе ThinkSpeak. После компьютерной обработки сигнала производится оценка АД, ЧСС и SpO2 пациента, доступные врачу в режиме реального времени.

Необходимые требования к носимому устройству для регистрации SpO2

В недавно опубликованном обзоре S. Nardini et al. [62] описали необходимые требования к носимому устройству для непрерывной регистрации SpO2 при дистанционной реабилитации. Это должно быть полностью сертифицированное медицинское устройство, которое могло бы автоматически, без какого-либо вмешательства со стороны пациента, регистрировать пульс, АД, SpO2, движение, кашель и чихание точно и последовательно, с высокой частотой дискретизации (менее 5 с). Доступ к данным, которые поступают с устройства, осуществляется в режиме реального времени, но также возможна непрерывная запись физиологических параметров для контроля состояния пациента. Оно должно быть простым и удобным для пациента, обладать надежностью, высоким ресурсом, долговечностью и стабильностью работы. Кроме того, устройство должно подключаться к телемедицинской платформе, где эксперт может анализировать данные, предоставлять диагностику, при необходимости корректировать назначенную программу реабилитации. Также система должна обеспечивать непосредственное взаимодействие врача и пациента. Все компоненты системы должны быть классифицированы как медицинское изделие, чтобы их можно было применять в клинических условиях. Вероятно, устройство должно быть оснащено дисплеем для пациента, информируя его об изменениях в показателях, что может играть роль обучающего компонента в программе реабилитации.

Выводы

Измерение насыщения крови кислородом играет критически важную роль в кардиореабилитации. Для контроля могут использоваться только медицинские сертифицированные приборы, которые регистрируют основные показатели жизнедеятельности и формируют медицинский отчет, позволяющий врачу оценить состояние здоровья пациента и при необходимости провести коррекцию программы физических упражнений. Для фиксации датчика на длительный период времени могут использоваться разные устройства: кольцо, браслет, нагрудная повязка или липкий пластырь со встроенной аппаратурой. Мониторинг SpO2 позволяет адаптировать программу реабилитации к индивидуальным возможностям пациента, установить реалистичные цели, а измерение SpO2 в динамике помогает оценить, насколько эффективно реабилитационные мероприятия помогают улучшить функцию сердца и легких. При проведении ТШХ снижение уровня насыщения крови кислородом влияет на пройденное расстояние у пациентов с ССЗ даже без легочных осложнений, непрерывный мониторинг SpO2 позволяет оценить дополнительный индекс: произведение пройденного расстояния и самого низкого показателя сатурации кислорода во время ТШХ более точно оценивает уровень физической активности. Применение телемедицинских систем позволяет использовать данный параметр для проведения дистанционной КР в отдаленных районах. Для обеспечения непрерывного мониторинга при проведении КР необходимо надежное сертифицированное медицинское изделие, включающее устройство с датчиками жизненно важных параметров, телемедицинскую платформу для сохранения и анализа полученных данных, к которой имеет доступ медицинский персонал, и систему обратной связи с пациентом.

×

About the authors

I. E. Mishina

Ivanovo State Medical University; Saint Petersburg State University

Email: xenny7@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7659-8008

DSc (Medicine), Professor, Professor of the Department of Hospital Therapy, Cardiology and General Medical Practice, Professor of the Department of Postgraduate Medical Education, First Deputy Director of the Medical Institute

Russian Federation, Ivanovo; Saint Petersburg

K. A. Blinova

Ivanovo State Medical University

Author for correspondence.
Email: xenny7@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2896-8764

PhD (Medicine), Associate Professor of the Department of Oncology and Radiation Therapy

Russian Federation, Ivanovo

A. S. Parfenov

Ivanovo State Medical University

Email: xenny7@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5729-4121

PhD (Technical Sciences), Associate Professor of the Department of Physics, Chemistry and Mathematics

Russian Federation, Ivanovo

E. V. Berezina

Ivanovo State Medical University

Email: xenny7@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6958-0619

Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Physics, Chemistry and Mathematics

Russian Federation, Ivanovo

O. V. Khoroshilova

Cardiology Center

Email: xenny7@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0487-7697

Cardiologist

Russian Federation, Ivanovo

M. V. Zhaburina

Ivanovo State Medical University

Email: xenny7@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4028-0708

PhD (Medicine), Associate Professor of the Department of Otorhinolaryngology and Ophthalmology

Russian Federation, Ivanovo

References

  1. Chong B., Jayabaskaran J., Jauhari S.M., Chan S.P., Goh R., Kueh M.T.W., Li H., Chin Y.H., Kong G., Anand V.V., Wang J.W., Muthiah M., Jain V., Mehta A., Lim S.L., Foo R., Figtree G.A., Nicholls S.J., Mamas M.A., Januzzi J.L., Chew N.W.S., Richards A.M., Chan M.Y. Global burden of cardiovascular diseases: projections from 2025 to 2050. Eur J Prev Cardiol. 2024: zwae281. doi: 10.1093/eurjpc/zwae281
  2. Dibben G.O., Faulkner J., Oldridge N., Rees K., Thompson D.R., Zwisler A.D., Taylor R.S. Exercise-based cardiac rehabilitation for coronary heart disease: a meta-analysis. Eur Heart J. 2023; 44 (6): 452–469. doi: 10.1093/eurheartj/ehac747
  3. Posadzki P., Pieper D., Bajpai R., Makaruk H., Könsgen N., Neuhaus A.L., Semwal M. Exercise/physical activity and health outcomes: an overview of Cochrane systematic reviews. BMC Public Health. 2020; 20 (1): 1724. doi: 10.1186/s12889-020-09855-3
  4. Дайхес А.Н., Шулаев А.В., Шикалева А.А., Выговская Л.Е., Садыков М.М. Эффективность медицинской реабилитации с использованием телемедицинских технологий (обзор литературы). Общественное здоровье и здравоохранение 2023; 1 (76): 13–26. / Daiches A.N., Shulaev A.V., Shikaleva A.A., Vygovskaya L.E., Sadykov M.M. Efficiency of medical rehabilitation using telemedicine technologies (literature review). Public Health and Healthcare 2023; 1 (76): 13–26 (in Russian).
  5. Dafny H.A., Champion S., Gebremichael L.G., Pearson V., Hendriks J.M., Clark R.A., Pinero de Plaza M.A., Gulyani A., Hines S., Beleigoli A. Cardiac rehabilitation, physical activity, and the effectiveness of activity monitoring devices on cardiovascular patients: an umbrella review of systematic reviews. Eur Heart J Qual Care Clin Outcomes 2023; 9 (4): 323–330. doi: 10.1093/ehjqcco/qcad005
  6. Каменская О.В., Логинова И.Ю., Клинкова А.С., Таркова А.Р., Найденов Р.А., Кретов Е.И., Ломиворотов В.В. Телемедицинские системы в кардиореабилитации: обзор современных возможностей и перспективы применения в клинической практике. Российский кардиологический журнал 2020; 25 (6): 3365. doi: 10.15829/1560-4071-2020-3365 / Kamenskaya O.V., Loginova I.Yu., Klinkova A.S., Tarkova A.R., Naidenov R.A., Kretov E.I., Lomivorotov V.V. Telemedicine systems in cardiac rehabilitation: a review of modern capabilities and prospects for application in clinical practice. Russian Journal of Cardiology 2020; 25 (6): 3365. doi: 10.15829/1560-4071-2020-3365 (in Russian).
  7. McDonagh S.T., Dalal H., Moore S., Clark C.E., Dean S.G., Jolly K., Cowie A., Afzal J., Taylor R.S. Home-based versus centre-based cardiac rehabilitation. Cochrane Database Syst Rev. 2023; 10 (10): CD007130. doi: 10.1002/14651858.CD007130.pub5
  8. Golbus J.R., Lopez-Jimenez F., Barac A., Cornwell W.K. 3rd, Dunn P., Forman D.E., Martin S.S., Schorr E.N., Supervia M. Digital technologies in cardiac rehabilitation: a science advisory from the American heart association. Circulation 2023; 148 (1): 95–107. doi: 10.1161/CIR.0000000000001150
  9. Dwiputra B., Santoso A., Purwowiyoto B.S., Radi B., Ambari A.M., Desandri D.R., Fatrin S., Pandhita B.A.W. Smartphone-based cardiac rehabilitation program improves functional capacity in coronary heart disease patients: A Systematic Review and Meta-Analysis. Glob Heart. 2023; 18 (1): 42. doi: 10.5334/gh.1253
  10. Heimer M., Schmitz S., Teschler M., Schäfer H., Douma E.R., Habibovic M., Kop W.J., Meyer T., Mooren F.C., Schmitz B. eHealth for maintenance cardiovascular rehabilitation: a systematic review and meta-analysis. Eur J Prev Cardiol. 2023; 30 (15): 1634–1651. doi: 10.1093/eurjpc/zwad145
  11. Antoniou V., Kapreli E., Davos C.H., Batalik L., Pepera G. Safety and long-term outcomes of remote cardiac rehabilitation in coronary heart disease patients: A systematic review. Digit Health. 2024; 10: 20552076241237661. doi: 10.1177/20552076241237661
  12. Chong M.S., Sit J.W.H., Karthikesu K., Chair S.Y. Effectiveness of technology-assisted cardiac rehabilitation: A systematic review and meta-analysis. Int J Nurs Stud. 2021; 124: 104087. doi: 10.1016/j.ijnurstu.2021.104087
  13. Jones A.K., Yan C.L., Rivera Rodriquez B.P., Kaur S., Andrade-Bucknor S. Role of wearable devices in cardiac telerehabilitation: A scoping review. PLoS One 2023; 18 (5): e0285801. doi: 10.1371/journal.pone.0285801
  14. Hu Y., Ding K., Wu G., Li X., Li J., Shang Z. The effect of technology-based home cardiac rehabilitation on risk factor modifications in coronary heart disease patients. A systematic review and meta-analysis. Rev Cardiovasc Med. 2024; 25 (2): 59. doi: 10.31083/j.rcm2502059
  15. Pepera G., Antoniou V., Su J.J., Lin R., Batalik L. Comprehensive and personalized approach is a critical area for developing remote cardiac rehabilitation programs. World J Clin Cases 2024; 12 (12): 2009–2015. doi: 10.12998/wjcc.v12.i12.2009
  16. Avila A., Claes J., Buys R., Azzawi M., Vanhees L., Cornelissen V. Home-based exercise with telemonitoring guidance in patients with coronary artery disease: Does it improve long-term physical fitness? Eur J Prev Cardiol. 2020; 27 (4): 367–377. doi: 10.1177/2047487319892201
  17. Batalik L., Dosbaba F., Hartman M., Batalikova K., Spinar J. Benefits and effectiveness of using a wrist heart rate monitor as a telerehabilitation device in cardiac patients: A randomized controlled trial. Medicine (Baltimore) 2020; 99 (11): e19556. doi: 10.1097/MD.0000000000019556
  18. Bravo-Escobar R., González-Represas A., Gómez-González A.M., Montiel-Trujillo A., Aguilar-Jimenez R., Carrasco-Ruíz R., Salinas-Sánchez P. Effectiveness and safety of a home-based cardiac rehabilitation programme of mixed surveillance in patients with ischemic heart disease at moderate cardiovascular risk: A randomised, controlled clinical trial. BMC Cardiovasc Disord. 2017; 17 (1): 66. doi: 10.1186/s12872-017-0499-0
  19. Cai C., Bao Z., Wu N., Wu F., Sun G., Yang G., Chen M. A novel model of home-based, patient-tailored and mobile application-guided cardiac telerehabilitation in patients with atrial fibrillation: A randomised controlled trial. Clin Rehabil. 2022; 36 (1): 40–50. doi: 10.1177/02692155211032372
  20. Gordon N.F., English C.D., Contractor A.S., Salmon R.D., Leighton R.F., Franklin B.A., Haskell W.L. Effectiveness of three models for comprehensive cardiovascular disease risk reduction. Am J Cardiol. 2002; 89 (11): 1263–8. doi: 10.1016/s0002-9149(02)02323-8
  21. Varnfield M., Karunanithi M., Lee C.K., Honeyman E., Arnold D., Ding H., Smith C., Walters D.L. Smartphone-based home care model improved use of cardiac rehabilitation in postmyocardial infarction patients: results from a randomised controlled trial. Heart 2014 Nov; 100 (22): 1770–9. doi: 10.1136/heartjnl-2014-305783
  22. Maddison R., Rawstorn J.C., Stewart R.A.H., Benatar J., Whittaker R., Rolleston A., Jiang Y., Gao L., Moodie M., Warren I., Meads A., Gant N. Effects and costs of real-time cardiac telerehabilitation: randomised controlled non-inferiority trial. Heart 2019; 105 (2): 122–129. doi: 10.1136/heartjnl-2018-313189
  23. Hwang R., Bruning J., Morris N.R., Mandrusiak A., Russell T. Home-based telerehabilitation is not inferior to a centre-based program in patients with chronic heart failure: a randomised trial. J Physiother. 2017; 63 (2): 101–107. doi: 10.1016/j.jphys.2017.02.017
  24. Leppänen T., Kainulainen S., Korkalainen H., Sillanmäki S., Kulkas A., Töyräs J., Nikkonen S. Pulse oximetry: The working principle, signal formation, and applications. Adv Exp Med Biol. 2022; 1384: 205–218. doi: 10.1007/978-3-031-06413-5_12
  25. Nitzan M., Romem A., Koppel R. Pulse oximetry: fundamentals and technology update. Med Devices (Auckl) 2014 Jul 8; 7: 231–9. doi: 10.2147/MDER.S47319
  26. Pirzada P., Wilde A., Harris-Birtill D. Remote photoplethysmography for heart rate and blood oxygenation measurement: A review. IEEE Sensors Journal 2024; 24 (15): 3436–23453. doi: 10.1109/JSEN.2024.3405414
  27. Lee I., Park N., Lee H., Hwang C., Kim J.H., Park S. Systematic review on human skin-compatible wearable photoplethysmography sensors. Applied Sciences 2021; 11 (5): 2313. doi: 10.3390/app11052313
  28. Reisner A., Shaltis P.A., McCombie D., Asada H.H. Utility of the photoplethysmogram in circulatory monitoring. Anesthesiology 2008; 108 (5): 950–8. doi: 10.1097/ALN.0b013e31816c89e1
  29. Allen J. Photoplethysmography and its application in clinical physiological measurement. Physiol Meas. 2007; 28 (3): R1–39. doi: 10.1088/0967-3334/28/3/R01
  30. Marinari S., Volpe P., Simoni M., Aventaggiato M., De Benedetto F., Nardini S., Sanguinetti C.M., Palange P. Accuracy of a new pulse oximetry in detection of arterial oxygen saturation and heart rate measurements: The SOMBRERO Study. Sensors (Basel) 2022; 22 (13): 5031. doi: 10.3390/s22135031
  31. Tyagi P.K., Agarwal D. Systematic review of automated sleep apnea detection based on physiological signal data using deep learning algorithm: a meta-analysis approach. Biomed Eng Lett. 2023; 13 (3): 293–312. doi: 10.1007/s13534-023-00297-5
  32. Hearn E.L., Byford J., Wolfe C., Agyei C., Hodkinson P.D., Pollock R.D., Smith T.G. Measuring arterial oxygen saturation using wearable devices under varying conditions. Aerosp Med Hum Perform. 2023; 94 (1): 42–47. doi: 10.3357/AMHP.6078.2023
  33. Prieto-Avalos G., Cruz-Ramos N.A., Alor-Hernández G., Sánchez-Cervantes J.L., Rod¬ríguez-Mazahua L., Guarneros-Nolasco L.R. Wearable devices for physical monitoring of heart: A review. Biosensors (Basel) 2022; 12 (5): 292. doi: 10.3390/bios12050292
  34. Anliker U., Ward J.A., Lukowicz P., Tröster G., Dolveck F., Baer M., Keita. F, Schenker E.B., Catarsi F., Coluccini L., Belardinelli A., Shklarski D., Alon M., Hirt E., Schmid R., Vuskovic M. AMON: a wearable multiparameter medical monitoring and alert system. IEEE Trans Inf Technol Biomed. 2004; 8 (4): 415–27. doi: 10.1109/titb.2004.837888
  35. Prieto-Avalos G., Cruz-Ramos N.A., Alor-Hernández G., Sánchez-Cervantes J.L., Rodrí¬guez-Mazahua L., Guarneros-Nolasco L.R. Wearable devices for physical monitoring of heart: A review. Biosensors (Basel) 2022; 12 (5): 292. doi: 10.3390/bios12050292
  36. Fiore M., Bianconi A., Sicari G., Conni A., Lenzi J., Tomaiuolo G., Zito F., Golinelli D., Sanmarchi F. The use of smart rings in health monitoring – A meta-analysis. Applied Sciences 2024; 14 (23): 10778. DOI: 0.3390/app142310778
  37. Mastrototaro J.J., Leabman M., Shumate J., Tompkins K.L. Performance of a wearable ring in controlled hypoxia: A prospective observational study. JMIR Form Res. 2024; 8: e54256. doi: 10.2196/54256
  38. Choi J.Y., Jeon S., Kim H., Ha J., Jeon G.S., Lee J., Cho S.I. Health-related indicators measured using earable devices: systematic review. JMIR Mhealth Uhealth. 2022; 10 (11): e36696. doi: 10.2196/36696
  39. Azudin K., Gan K.B., Jaafar R., Ja'afar M.H. The principles of hearable photoplethysmography analysis and applications in physiological monitoring – A review. Sensors (Basel) 2023; 23 (14): 6484. doi: 10.3390/s23146484
  40. Charlton P.H., Kyriaco P.A., Mant J., Marozas V., Chowienczyk P., Alastruey J. Wearable photoplethysmography for cardiovascular monitoring. Proc IEEE Inst Electr Electron Eng. 2022; 110 (3): 355–381. doi: 10.1109/JPROC.2022.3149785
  41. D’Abbondanza N., Ferrazza M., Lucangeli L., Piuzzi E., Pallotti A. Sensorized T-shirt for cardiological patients in telemonitoring. Engineering Proceedings 2021; 11 (1): 48. doi: 10.3390/ASEC2021-11130
  42. Viderman D., Seri E., Aubakirova M., Abdildin Y., Badenes R., Bilotta F. Remote monitoring of chronic critically ill patients after hospital discharge: A systematic review. J Clin Med. 2022; 11 (4): 1010. doi: 10.3390/jcm11041010
  43. Bowles T., Trentino K.M., Lloyd A., Trentino L., Jones G., Murray K., Thompson A., Halpin S., Waterer G. Outcomes in patients receiving continuous monitoring of vital signs on general wards: A systematic review and meta-analysis of randomised controlled trials. Digit Health 2024; 10: 20552076241288826. doi: 10.1177/20552076241288826
  44. Agarwala P., Salzman S.H. Six-minute walk test: Clinical role, technique, coding, and reimbursement. Chest. 2020; 157 (3): 603–611. doi: 10.1016/j.chest.2019.10.014
  45. ATS Committee on proficiency standards for clinical pulmonary function laboratories. ATS statement: guidelines for the six-minute walk test. Am J Respir Crit Care Med. 2002; 166 (1): 111–7. doi: 10.1164/ajrccm.166.1.at1102
  46. Coulshed A., Coulshed D., Pathan F. Systematic review of the use of the 6-minute walk test in measuring and improving prognosis in patients with ischemic heart disease. CJC Open. 2023; 5 (11): 816–825. doi: 10.1016/j.cjco.2023.08.003
  47. Ngueleu A-M., Barrette S., Buteau C., Robichaud C., Nguyen M., Everard G., Batcho C.S. Impact of pathway shape and length on the validity of the 6-minute walking test: A systematic review and meta-analysis. Sensors 2025; 25 (1): 17. doi: 10.3390/s25010017
  48. Rasekaba T., Lee A.L., Naughton M.T., Williams T.J., Holland A.E. The six-minute walk test: a useful metric for the cardiopulmonary patient. Intern Med J. 2009; 39 (8): 495–501. doi: 10.1111/j.1445-5994.2008.01880.x
  49. Williams G.J., Al-Baraikan A., Rademakers F.E., Ciravegna F., van de Vosse F.N., Lawrie A., Rothman A., Ashley E.A., Wilkins M.R., Lawford P.V., Omholt S.W., Wisløff U., Hose D.R., Chico T.J.A., Gunn J.P., Morris P.D. Wearable technology and the cardiovascular system: the future of patient assessment. Lancet Digit Health 2023; 5 (7): e467-e476. doi: 10.1016/S2589-7500(23)00087-0
  50. Matsuoka Y., Horio T., Ono M., Yoshimura R., Fukuda K., Shimizu M., Nakao K., Ito S., Asakura Y., Izumiya Y., Fukuda D., Kasayuki N., Fujimoto K. Evaluation of novel indices of walking performance taking oxygen desaturation into account during six-minute walk test in cardiovascular disease patients. Heart Vessels. 2024; 39 (10): 877–883. doi: 10.1007/s00380-024-02411-8
  51. Lettieri C.J., Nathan S.D., Browning R.F., Barnett S.D., Ahmad S., Shorr A.F. The distance-saturation product predicts mortality in idiopathic pulmonary fibrosis. Respir Med. 2006; 100 (10): 1734–41. doi: 10.1016/j.rmed.2006.02.004
  52. Torres-Castro R., Núñez-Cortés R., Larrateguy S., Alsina-Restoy X., Barberà J.A., Gimeno-Santos E., García A.R., Sibila O., Blanco I. Assessment of exercise capacity in post-COVID-19 patients: How is the appropriate test chosen? Life (Basel) 2023; 13 (3): 621. doi: 10.3390/life13030621
  53. Pimenta S.P., Rocha R.B., Baldi B.G., Kawassaki Ade M., Kairalla R.A., Carvalho C.R. Desaturation – distance ratio: a new concept for a functional assessment of interstitial lung diseases. Clinics (Sao Paulo) 2010; 65 (9): 841–6. doi: 10.1590/s1807-59322010000900005
  54. Child C.E., Kelly M.L., Sizelove H., Garvin M., Guilliams J., Kim P., Cai H.D., Luo S., McQuade K.J., Swenson E.R., Wise A.T., Lynch Y.T., Ho L.A., Brown M.B. A remote monitoring-enabled home exercise prescription for patients with interstitial lung disease at risk for exercise-induced desaturation. Respir Med. 2023; 218: 107397. doi: 10.1016/j.rmed.2023.107397
  55. Hermann M., Pekacka-Egli A.M., Witassek F., Baumgaertner R., Schoendorf S., Spielmanns M. Feasibility and efficacy of cardiopulmonary rehabilitation after COVID-19. Am J Phys Med Rehabil. 2020; 99 (10): 865–869. doi: 10.1097/PHM.0000000000001549
  56. Yang F., Liu N., Hu J.Y., Wu L.L., Su G.S., Zhong N.S., Zheng Z.G. Pulmonary rehabilitation guidelines in the principle of 4S for patients infected with 2019 novel coronavirus (2019-nCoV). Chinese 2020; 43 (3): 180–182. doi: 10.3760/cma.j.issn.1001-0939.2020.03.007
  57. Chan M., Ganti V.G., Heller J.A., Abdallah C.A., Etemadi M., Inan O.T. Enabling continuous wearable reflectance pulse oximetry at the sternum. Biosensors (Basel) 2021; 11 (12): 521. doi: 10.3390/bios11120521
  58. Nascimento L.M.S.D., Bonfati L.V., Freitas M.B., Mendes Junior J.J.A., Siqueira H.V., Stevan S.L. Jr. Sensors and systems for physical rehabilitation and health monitoring – A review. Sensors (Basel) 2020; 20 (15): 4063. doi: 10.3390/s20154063
  59. Marathe S., Zeeshan D., Thomas T., Vidhya S. А Wireless patient monitoring system using integrated ECG module, pulse oximeter, blood pressure and temperature sensor. 2019 International Conference on Vision Towards Emerging Trends in Communication and Networking (ViTECoN). Vellore, India 2019; 1–4. DOI: 0.1109/ViTECoN.2019.8899541
  60. Joseph I., Anthony P., Astuti W., Lie Z.S., Iwan Solihin M. Inpatient monitoring system: Temperature, oxygen saturation, blood pressure, heart rate, and infusion automation based on ESP 32, IoT, and mobile application. 7th International Conference of Computer and Informatics Engineering (IC2IE). Bali, Indonesia 2024; 1–7. doi: 10.1109/IC2IE63342.2024.10747852
  61. Nwibor C., Haxha S., Ali M., Sakel M., Haxha A., Saunders K. Remote Health Monitoring System for the estimation of blood pressure, heart rate, and blood oxygen saturation level. IEEE Sensors Journal 2023; 23 (5): 401–5411. doi: 10.1109/JSEN.2023.3235977
  62. Nardini S., Corbanese U., Visconti A., Mule J.D., Sanguinetti C.M., De Benedetto F. Improving the management of patients with chronic cardiac and respiratory diseases by extending pulse-oximeter uses: the dynamic pulse-oximetry. Multidiscip Respir Med. 2023; 18 (1): 922. doi: 10.4081/mrm.2023.922

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Eco-Vector


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ЭЛ № ФС 77 - 75489 от 05.04.2019 г.