Lorenz散點(diǎn)圖的基本特征與臨床研究進(jìn)展

陳靈敏，吳曉羽

心臟作為人體重要的器官有其獨(dú)特的電生理特性，對(duì)心臟的檢查、分析方法呈多樣化。Lorenz散點(diǎn)圖以傳統(tǒng)心電學(xué)中未有的整體觀視角，對(duì)RR間期序列進(jìn)行詮釋，應(yīng)用于診斷心律失常、評(píng)價(jià)自主神經(jīng)功能、研究某些疾病，為臨床工作者提供了重要的心臟電生理信息，現(xiàn)對(duì)Lorenz散點(diǎn)圖的基本特征與臨床研究進(jìn)展進(jìn)行闡述。

1 Lorenz散點(diǎn)圖的基本特征

Lorenz散點(diǎn)圖（又名Poincaré 散點(diǎn)圖）是以“混沌理論之父”E.N.Lorenz和混沌理論的奠基者Jules.Henri.Poincaré的姓氏命名的[1]，它搭載于24 h動(dòng)態(tài)心電圖分析軟件（即為Holter中的一個(gè)模塊），利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)量RR間期，以前、后相鄰的兩個(gè)心搏的RR間期分別為橫、縱坐標(biāo)，繪成一點(diǎn)，以此類推，心電信號(hào)被轉(zhuǎn)化為一個(gè)個(gè)散點(diǎn)，所有RR間期在二維直角坐標(biāo)系中自動(dòng)形成心電散點(diǎn)圖形。心電圖中的RR間期代表心臟節(jié)律，不同性質(zhì)的心律有不同的RR間期，聚集成不同的“吸引子”，形成不同的散點(diǎn)圖形，據(jù)圖形差異推斷RR間期的不同序列，進(jìn)而分析心律性質(zhì)[2,3]。此外，可通過(guò)逆向回放將Lorenz散點(diǎn)圖與實(shí)時(shí)心電圖相互回放，使大樣本心電數(shù)據(jù)的分析更加準(zhǔn)確、直觀和快捷。近年來(lái)，隨著非線性科學(xué)的發(fā)展、計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步及眾多學(xué)者的不斷探索，從散點(diǎn)圖中捕捉到了海量未知的心電學(xué)信息，為臨床工作提供裨益。

2 Lorenz散點(diǎn)圖在診斷心律失常中的應(yīng)用

心律失常是心血管內(nèi)科的常見(jiàn)病，可發(fā)生于健康人群,也常發(fā)生在有器質(zhì)性心臟病患者，心電圖是其無(wú)創(chuàng)性診斷的“金標(biāo)準(zhǔn)”，Lorenz散點(diǎn)圖將動(dòng)態(tài)心電圖中海量RR間期序列“翻譯”成二維坐標(biāo)系中不同的散點(diǎn)圖形，通過(guò)分析散點(diǎn)圖形的形態(tài)、數(shù)目、位置、線形圖斜率、分布特征，以傳統(tǒng)心電學(xué)中未有的整體觀視角詮釋所有RR間期序列，可達(dá)到記錄信息量大、簡(jiǎn)單易懂、避免誤診及漏診的效果，對(duì)臨床工作者提高工作效率、快速診斷十分有益[2-5]。對(duì)不同心律失常的Lorenz散點(diǎn)圖特點(diǎn)查閱、分析，將常見(jiàn)的心律失常圖形特征總結(jié)如下。

2.1 竇性心律及竇房結(jié)功能分離通過(guò)對(duì)1532例竇性心律Lorenz散點(diǎn)圖分析[6]發(fā)現(xiàn)在二維坐標(biāo)系中分別呈“棒球拍狀”、“魚(yú)雷狀”、“短棒狀”，其中絕大多數(shù)呈單一的“棒球拍狀”。當(dāng)竇性心動(dòng)過(guò)速或過(guò)緩時(shí)，散點(diǎn)圖呈細(xì)條狀沿45°線分布，其橫縱坐標(biāo)數(shù)字在600 ms以下或1000 ms以上的位置。某些生理或病理情況致竇房結(jié)整體功能不協(xié)調(diào)時(shí)，散點(diǎn)圖揭示了竇房結(jié)功能的橫向或縱向分離現(xiàn)象[7]，表現(xiàn)為單一的散點(diǎn)圖形產(chǎn)生有規(guī)律的分裂，“縱向”分離的圖形為沿45°線分布的兩棒球拍形，“橫向”分離可為沿45°線的團(tuán)塊狀分布。它在本質(zhì)上反映了竇房結(jié)功能變時(shí)不良，臨床中對(duì)于有此類散點(diǎn)圖表現(xiàn)的心臟疾病患者，結(jié)合病情，應(yīng)慎用或不用β受體阻滯劑，以免引起竇性停搏。

2.2 房性早搏（房早）與室性早搏（室早）單源性房早的Lorenz散點(diǎn)集多呈三分布圖形，頻發(fā)多源性房早因聯(lián)律間期及起源部位的不同，散點(diǎn)圖比較復(fù)雜，可呈4-8分布圖形[8]。室早Lorenz散點(diǎn)圖多表現(xiàn)為四分布圖形，伴有插入性室早者可呈五分布，持續(xù)或間歇性室早二聯(lián)律者表現(xiàn)為二分布或者三分布[9]。早搏前點(diǎn)形成的散點(diǎn)集的長(zhǎng)軸（B線）斜率可反映心搏的起源，如聯(lián)律間期恒定的室早所對(duì)應(yīng)的B線斜率趨于零[10]。

2.3 心房撲動(dòng)（房撲）與心房顫動(dòng)（房顫）房撲Lorenz散點(diǎn)圖呈格子狀多分布有序排列，可通過(guò)心電散點(diǎn)圖迅速識(shí)別[11]。陣發(fā)性房顫的Lorenz散點(diǎn)圖呈扇形與棒球拍形共存，兩種圖形可分離、部分或完全重疊，分布不規(guī)則[11,12]。陣發(fā)性房顫發(fā)生時(shí)，心率越快，其扇形尖端越接近原點(diǎn)端，心率差異越大圖形越分散。郭繼鴻等[13]研究表明，Lorenz散點(diǎn)圖在診斷陣發(fā)性房顫的敏感性高達(dá)96.1%，特異性達(dá)85.4%，準(zhǔn)確率高達(dá)98.5%，在診斷陣發(fā)性房顫上臨床應(yīng)用價(jià)值較高。Hans等[14]通過(guò)研究2700例快速性心律失常患者首次描述了島狀的散點(diǎn)圖形與房性撲動(dòng)或房性心動(dòng)過(guò)速不同比例下傳相關(guān)，敏感性和特異性可達(dá)到100%，證明了Lorenz散點(diǎn)圖在室上性快速型心律失常方面有較高的診斷價(jià)值。Oka等[15]觀察到在房顫伴房室結(jié)雙徑路時(shí), 散點(diǎn)圖呈雙扇形和雙界限（即雙房室結(jié)功能不應(yīng)期）的特征性分布。Pan等[16]回顧性分析291例患者散點(diǎn)圖發(fā)現(xiàn)持續(xù)性房顫合并逸搏及逸搏心律時(shí)Lorenz散點(diǎn)圖呈扇形合并平行于X、Y軸的曲尺形及致密短棒狀圖形，李彥等[17]研究表明房顫Lorenz散點(diǎn)圖中“曲尺”狀圖形與平均心率下降、左心房?jī)?nèi)徑增大、左室射血分?jǐn)?shù)減低相關(guān)，提示心房存在電重構(gòu)和結(jié)構(gòu)重構(gòu)。Climent等[18]證實(shí)了房顫患者扇形的Lorenz散點(diǎn)圖輪廓不受主觀因素的影響，也有報(bào)道表示[19,20]散點(diǎn)圖可用于房顫發(fā)生率的預(yù)測(cè)、機(jī)理推斷及電復(fù)律有效性的評(píng)估，為房顫的研究提供了新的方向。

2.4 并行心律房、室性并行心律的Lorenz散點(diǎn)圖大多呈斜倒的“Y”字形，少數(shù)室性并行心律呈“△”形，△形區(qū)域填充程度的不同，有助于分析心臟的傳導(dǎo)特性，為了解心肌整體的電活動(dòng)狀態(tài)提供可能[21,22]。

2.5 房室結(jié)功能不應(yīng)期及房室分離文獻(xiàn)報(bào)道[23]房顫時(shí)最短的RR間期可作為房室結(jié)功能不應(yīng)期的估算值，房顫扇形散點(diǎn)圖形的兩邊緣是動(dòng)態(tài)房室結(jié)功能不應(yīng)期，靠近x軸的扇形邊緣為動(dòng)態(tài)房室結(jié)功能不應(yīng)期界線。經(jīng)房室結(jié)下傳的室上性心搏散點(diǎn)都分布在扇形之中，而室性寬QRS波的散點(diǎn)可分布在扇形的“界限”之外，是房室分離的散點(diǎn)圖特征，可用于對(duì)房顫伴寬QRS波的鑒別診斷。

3 Lorenz散點(diǎn)圖與心率變異性分析

心率變異性（HRV）是評(píng)價(jià)心臟自主神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng)的重要方法，通過(guò)心率變異性分析可以為許多疾病診斷、預(yù)后及療效評(píng)估提供一定的價(jià)值測(cè)量。隨著心電學(xué)的發(fā)展，心率變異性分析技術(shù)從傳統(tǒng)的時(shí)域、頻域分析增加到了非線性分析，散點(diǎn)圖是通過(guò)大量心電數(shù)據(jù)顯示心率變異性非線性特征的一種有效的工具，且較傳統(tǒng)方法對(duì)HRV的變化敏感性更高、抗干擾能力更強(qiáng)，在HRV的瞬時(shí)變化分析中更顯優(yōu)勢(shì)。此外，散點(diǎn)圖能通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)提取出偽差、心搏漏識(shí)別的RR間期從而直觀表現(xiàn)出真實(shí)的竇性心搏圖形[3,4,24]。Karmakar等[25]應(yīng)用散點(diǎn)圖提出了心率變異性信號(hào)不對(duì)稱性這樣一種新的定義，為評(píng)估正常竇性心律者心律失?；疾÷侍峁┝藥椭Ｗ竺鱗26]根據(jù)各房顫患者散點(diǎn)圖形狀的差異，對(duì)各組進(jìn)行心率變異性分析，區(qū)分出不同自主神經(jīng)類型的房顫（迷走性房顫或交感性房顫），從而指導(dǎo)臨床用藥。

4 Lorenz散點(diǎn)圖在其它疾病中的研究進(jìn)展

臨床工作者和醫(yī)學(xué)研究人員探索了Lorenz散點(diǎn)圖不同幾何特征背后的生理機(jī)制，Esperer[27]、Mourot等[28]建立了不同形狀散點(diǎn)圖與冠心病、心力衰竭等疾病間的關(guān)系，為心臟病發(fā)病率和危險(xiǎn)性的預(yù)測(cè)提供了線索。李方杰等[29]研究證實(shí)散點(diǎn)圖形呈“倒Y字”形患者的心肌梗死患病率比對(duì)照組顯著增加，這一結(jié)果與并行心律多見(jiàn)于病理性心臟病的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)相一致。此外，散點(diǎn)圖被Seeck等[30]應(yīng)用于分析不同妊娠期高血壓疾病患者的心搏、血壓信號(hào),有助于妊娠高血壓疾病的鑒別診斷。Morillo等[31]學(xué)者應(yīng)用散點(diǎn)圖分析117例睡眠呼吸暫停低通氣綜合征（SAHS）患者的夜間動(dòng)脈血氧飽和度，試驗(yàn)組診斷SAHS靈敏度達(dá)90.9%，特異性為84%，為SAHS的生理診斷提供了幫助，減少了多導(dǎo)睡眠圖在SAHS篩查中的需求。

5 評(píng)價(jià)與展望

Lorenz散點(diǎn)圖是動(dòng)態(tài)心電圖分析軟件中的子分析軟件，是長(zhǎng)程心電數(shù)據(jù)分析的新方法，不僅可對(duì)心電數(shù)據(jù)進(jìn)行宏觀定性分析，且能簡(jiǎn)化Holter分析步驟，在診斷心律失常時(shí)較普通心電圖及24 h動(dòng)態(tài)心電圖更具優(yōu)勢(shì)，但它不能孤立于動(dòng)態(tài)心電圖而存在，將散點(diǎn)圖、動(dòng)態(tài)心電圖以及逆向回放技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，可迅速診斷心律失常。有學(xué)者[32]已對(duì)二維Lorenz散點(diǎn)圖引入時(shí)間軸，構(gòu)成三維散點(diǎn)圖，以期對(duì)二維散點(diǎn)圖中重疊在一起的不同性質(zhì)的心律失常散點(diǎn)進(jìn)行提取，為診斷及鑒別診斷復(fù)雜心律失常增加了新的觀察視野。臨床工作中發(fā)現(xiàn)，心電圖危急值常先于心血管疾病患者臨床癥狀出現(xiàn)，若將心電散點(diǎn)圖技術(shù)應(yīng)用于實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)心電監(jiān)護(hù)報(bào)警系統(tǒng)，合二為一，可為臨床醫(yī)師評(píng)估及診斷患者病情提供重要信息，贏得更充分的救治時(shí)間，提高心臟疾病診治率，降低死亡率[33-35]。研讀大量文獻(xiàn)報(bào)道發(fā)現(xiàn)Lorenz散點(diǎn)圖大多是基于對(duì)心律失常及心率變異性的研究，但它所提供的信息遠(yuǎn)不止于此，尤其是與疾病關(guān)系等方面，需要在此領(lǐng)域開(kāi)展進(jìn)一步研究，使心電散點(diǎn)圖技術(shù)得到更廣泛、更長(zhǎng)足的發(fā)展。