QRS波群前后一系列小波產(chǎn)生機理的探討

許祥林，韓 旭，楊興艷，何遠(yuǎn)杰，鄭 婕，袁 昆，劉晨亮

(1.遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院 心電圖科， 貴州 遵義 563099；2.康泰醫(yī)學(xué)系統(tǒng)股份有限公司，河北 秦皇島 066004)

近年來，美國菲士公司(中國上海)推出一款新型心電圖機，一種在不改變傳統(tǒng)常規(guī)心電圖的基礎(chǔ)上采用新的檢測手段在QRS波群前后檢測到一系列小波的心電圖機。該款心電圖機引起眾多學(xué)者的高度重視[1-4]，并將其視為心臟電生理檢測方法上具有革命性的突破，同時也為心電圖將來的發(fā)展提供了極為廣闊的空間和想象力。但是，其產(chǎn)生機理迄今不能做出令人滿意的合理解釋，而我們在應(yīng)用的過程中卻發(fā)現(xiàn)該系列小波的產(chǎn)生與心臟電生理變化無關(guān)。本文通過5例典型病例分析和心電模擬信號輸入加以驗證，力求對其產(chǎn)生機制尋找合理的解釋。

1 典型病例

所有選取的典型病例均為常規(guī)心電圖檢查后的我院門診或住院病人。尼沙赫心電圖(SAN-Atria-AVN-His ECG，saahECG)應(yīng)用美國菲士公司(中國上海)提供的PHS-A10檢測儀進(jìn)行檢測，一次性電極應(yīng)用PHS-A10檢測儀專用電極片，導(dǎo)聯(lián)連接方式與常規(guī)12導(dǎo)聯(lián)心電圖相同。檢查前清水處理患者皮膚，并囑患者安靜平臥于檢查床休息2～3 min，信號采集時保持檢查室內(nèi)安靜，盡可能避免周圍電子儀器的干擾，每次記錄12～30 s。心電信號采集結(jié)束后通過互聯(lián)網(wǎng)傳送到美國菲士心臟電生理(中國上海)實驗室，由該實驗室使用模式識別和數(shù)字濾波聯(lián)用技術(shù)對心電信號進(jìn)行處理，經(jīng)過儲貯分析后將結(jié)果再返回到PHS-A10檢測儀，而后得到saahECG。

1.1 例1:正常心電圖 男，64歲，心電圖(V5導(dǎo)聯(lián)常規(guī)心電圖與saahECG同步采集)：正常竇性心律，見圖1。截取其中一個完整的P-QRS-T波群放大以觀察QRS波群前后小波的發(fā)生規(guī)律，見圖2。

圖1 正常心電圖(V5導(dǎo)聯(lián))

圖2 正常心電圖(V5導(dǎo)聯(lián)放大圖)

QRS波群前后出現(xiàn)的小波，表現(xiàn)為以R波為中心呈均勻而對稱性分布，其前有10個小波(阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)注)，其后有亦有10個小波(a、b、c、d、e、f、g、h、i、j)，每個小波間的距離相等(約0.035 s)，QRS波群前后各小波總占時約0.35 s，系列小波總占時0.70 s。此外，各個小波的振幅還以R波為中心呈逐漸減低趨勢(部分受P波或T波影響略有變形)。

1.2 例2:一度房室阻滯 男，64歲，因胸悶，頭暈而就診，臨床診斷：冠心病，高血壓。心電圖(V5導(dǎo)聯(lián)常規(guī)心電圖與saahECG同步采集)：竇性心律，一度房室阻滯(P-R間期=0.30 s，見圖3。截取其中一個完整的P-QRS-T波群放大以觀察QRS波群前后小波的發(fā)生規(guī)律(見圖4)。

圖3 一度房室阻滯

圖4 一度房室阻滯(V5導(dǎo)聯(lián)放大圖)

QRS波群前后小波出現(xiàn)的規(guī)律與正常心電圖一致(見圖2)，小波數(shù)量未見減少，但與之不同的是在P波前僅有1個小波出現(xiàn)，而在P-R段上出現(xiàn)的小波數(shù)量明顯增多。由于本例患者PR間期為0.30 s，在正常心電圖上觀察到的小波間期為0.035 s(見圖2)，因此，PR間期內(nèi)應(yīng)包含9個小波，而P波前只有1個小波。

1.3 例3:高度房室阻滯，伴交界性逸搏性心律 男，18歲，因心悸、氣促3 d就診，臨床診斷：病毒性心肌炎。心電圖(V5導(dǎo)聯(lián)常規(guī)心電圖與saahECG同步采集)：高度房室阻滯，其中P2與P6分別下傳心室，即R2與R5，其余P波均未下傳，QRS波群為交界性逸搏，見圖5。為觀察QRS波群前后小波，截取P2至P4一段心電圖予以放大以觀察QRS波群前后小波，見圖6。

圖5 高度房室阻滯(V5導(dǎo)聯(lián))

圖6 高度房室阻滯(V5導(dǎo)聯(lián)放大圖)

P2下傳心室，其下傳的QRS波群(R2)前后有一系列小波存在，其發(fā)生規(guī)律與正常心電圖一致(見圖2)。P3與P4均未下傳心室，其前后無小波出現(xiàn)。R3為交界性逸搏，其前后無相關(guān)P波，但QRS波群前后依然有一系列小波，其出現(xiàn)規(guī)律與正常心電圖一致(見圖2)。

1.4 例4:心室預(yù)激 男，60歲，體檢心電圖檢查發(fā)現(xiàn)心室預(yù)激。心電圖(V5導(dǎo)聯(lián)常規(guī)心電圖與saahECG同步采集)：竇性心律，竇性心動過緩，心室預(yù)激，見圖7。截取其中一個完整的P-QRS-T波群放大以觀察QRS波群前后小波的發(fā)生規(guī)律(見圖8)。

圖7 心室預(yù)激(V5導(dǎo)聯(lián))

圖8 心室預(yù)激(V5導(dǎo)聯(lián)放大圖)

QRS波群前后小波出現(xiàn)的規(guī)律與正常心電圖一致(見圖2)，小波數(shù)量未見減少，但與之不同的是在P波前的小波數(shù)量增多，而在P-R段內(nèi)出現(xiàn)的小波數(shù)量明顯減少(2個)。

1.5 例5:室性早搏 女，12歲，因心悸1周就診，臨床診斷：病毒性心肌炎。心電圖(V5導(dǎo)聯(lián)常規(guī)心電圖與saahECG同步采集)：竇性心律，頻發(fā)室性早搏，部分呈三聯(lián)律，見圖9。截取其中一段有完整竇性P-QRS-T波群和室性早搏的心電圖放大以觀察QRS波群前后小波的發(fā)生規(guī)律，見圖10。

室性早搏前后的小波依然是以室性早搏QRS波群的R波為中心作前后對稱性分布，只是有的小波被增寬的QRS波群掩蓋，PVC(室性早搏)。

圖9 室性早搏(V5導(dǎo)聯(lián))

圖10 室性早搏(V5導(dǎo)聯(lián)放大圖)

2 相似病例

2014年我院采用康泰醫(yī)學(xué)ECG-1200型心電圖機采集人工起搏心電圖時記錄到的類似心電圖，波形表現(xiàn)在起搏信號前后出現(xiàn)一系列細(xì)顫波，見圖11。細(xì)顫波產(chǎn)生的原因是起搏信號未被正確預(yù)處理，而直接輸入到工頻陷波器中，進(jìn)而在濾波器輸出波形中對應(yīng)于原始信號的突變點處出現(xiàn)了明顯的吉布斯現(xiàn)象(Gibbs phenomenon)，即振鈴現(xiàn)象[5-6]，見圖12。

圖11 1200型心電圖開啟與關(guān)閉濾波不同狀態(tài)V5導(dǎo)聯(lián)心電圖

男，70歲，因三度房室阻滯植入單腔起搏器。圖11A為心電圖機開啟濾波時采集的心電圖，圖中可見以起搏信號為中心出現(xiàn)一系列細(xì)顫波。圖11B為心電圖機關(guān)閉濾波時采集的心電圖，圖11A中所見的以起搏信號為中心的一系列細(xì)顫波消失。

圖12 1200型心電圖開啟與關(guān)閉濾波不同狀態(tài)V5導(dǎo)聯(lián)心電圖放大圖

開啟濾波時以起搏信號為中心的一系列細(xì)顫波有著極為明顯的規(guī)律，細(xì)顫波的間距為0.04 s，以起搏信號為中心均勻分布，其振幅呈逐漸降低的趨勢，其發(fā)生規(guī)律與saahECG所出現(xiàn)的QRS波群前后小波極為相似。濾波關(guān)閉后細(xì)顫波消失。

3 人工模擬心電信號

為進(jìn)一步驗證saahECG所檢出的系列小波與心臟電活動無關(guān)，我們采用康泰醫(yī)學(xué)有限公司生產(chǎn)的MS400多參模擬儀，參數(shù)設(shè)置：模擬信號時限=0.03 s，電壓=1.0 mV。常規(guī)心電圖與saahECG同步采集記錄見圖13，局部放大圖見圖14。

saahECG在模擬脈沖信號前后可見一系列小波，發(fā)生規(guī)律與正常心電圖一致。由于沒有P波與QRS波群的干擾，可以觀察到系列小波更加清晰的變化規(guī)律。

圖13 模擬心電圖(V5導(dǎo)聯(lián))

圖14 模擬脈沖信號

4 討論

在分析saahECG所采集的心電圖時，QRS波群前后的出現(xiàn)一系列小波的確會讓人聯(lián)想到心臟內(nèi)諸多微小部位所產(chǎn)生的電活動，如竇房結(jié)、房室結(jié)、房室束以及蒲氏纖維等，因此有人根據(jù)saahECG的系列小波提出PRa波、PRhv波、Ri段、Rt段等“全新概念”[1-4]，并認(rèn)為該系列小波的發(fā)現(xiàn)對心肌缺血、竇房阻滯以及寬QRS波群型心動過速等諸多常規(guī)心電圖難以解決的問題具有重要的診斷與鑒別診斷價值[7-9]。

但通過仔細(xì)分析后發(fā)現(xiàn)該系列小波的出現(xiàn)有其明顯的自身規(guī)律，即以QRS波群為中心呈對稱性分布，小波間的間距一致(0.035s)，振幅呈逐漸衰減的趨勢，如此規(guī)律的系列小波很難與竇房結(jié)、房室結(jié)、房室束等部位的電活動完全匹配，因為這些部位所產(chǎn)生的電活動雖然微弱，但是其發(fā)生無論是在時間上還是在振幅上都不可能如此規(guī)律。通過部分典型病例的分析可以揭示該系列小波與心房和心室電活動之間的相互關(guān)系。例2(一度房室阻滯)和例4(心室預(yù)激)分別存在PR間期延長和縮短的現(xiàn)象，而小波的出現(xiàn)并不會因此而改變，例2圖中P波前小波數(shù)量減少，例4圖中P波前小波數(shù)量增多，提示系列小波與P波無關(guān)，同樣的現(xiàn)象在例3中可以得到進(jìn)一步印證，即未下傳心室的P波前后均無小波出現(xiàn)，無相關(guān)P波的交界性逸搏前后有一系列小波，上述現(xiàn)象表明系列小波僅與QRS波群有關(guān)，而與P波無關(guān)。室性早搏的激動起源于心室，如果QRS波群的小波與竇房結(jié)、房室結(jié)、房室束等電活動有關(guān)，那么可以推測在室性早搏的QRS波群之前應(yīng)該有較少的小波出現(xiàn)，但在例5的心電圖上可以看到系列小波在室性早搏的QRS波群前后出現(xiàn)的規(guī)律不變。根據(jù)本文列舉的5個典型病例的分析結(jié)果可以看出saahECG檢測出的系列小波與P波無關(guān)，其產(chǎn)生僅與QRS波群有關(guān)，因此，該系列小波難以與竇房結(jié)、房室結(jié)、房室束等部位的電活動相互對應(yīng)。

模擬脈沖輸出只有一種電信號，但在saahECG上在脈沖信號前后依然有系列小波出現(xiàn)，且發(fā)生規(guī)律與正常心電圖一致，該結(jié)果表明saahECG所檢出的系列小波與心臟電活動無關(guān)，結(jié)合以前所見的相似病例，考慮saahECG所檢出的系列小波可能與該款心電圖機在對QRS濾波時出現(xiàn)吉布斯現(xiàn)象有關(guān)，但由于PHS-A10檢測儀所有的技術(shù)參數(shù)和心電圖算法不為人所知，因此其具體發(fā)生原因無法確定。