心電散點圖及逆向技術(shù)對陣發(fā)性房顫的快速診斷

武求花 龔春 武洪林 郭云霞

(江蘇大學(xué)附屬武進醫(yī)院 1心電學(xué)科，江蘇 常州 213002；2心血管內(nèi)科；3影像科)

陣發(fā)性房顫(PAF)是突發(fā)突止、持續(xù)時間短(發(fā)作時間<7 d)的一種心房顫動〔1〕，醫(yī)生通常選擇24 h動態(tài)心電圖作為首選檢查項目〔2〕。動態(tài)心電圖分析軟件對于寬QRS形態(tài)的室性異位搏動檢出率有獨特優(yōu)勢，但對于窄的室上性早搏檢出率是運用RR間期的提前百分比來實現(xiàn)，而PAF發(fā)生時因RR間期絕對不規(guī)則，經(jīng)常被歸為室上性早搏的編輯模版，難分彼此。本文運用Lorenz-RR散點圖(Lorenz散點圖)與時間-RR間期散點圖(時間散點圖)及逆向技術(shù)相結(jié)合的方法，快速識別不同發(fā)作時間的PAF，為臨床提供更快更準(zhǔn)確的心電診斷技術(shù)。

1 資料與方法

1.1研究對象 選擇2016年1～9月在江蘇大學(xué)附屬武進醫(yī)院、經(jīng)動態(tài)心電圖診斷為PAF的患者57例，男27例，女30例，年齡60～91〔平均(74.1±8.1)〕歲；合并高血壓30例(52.63%)、腦梗死17例(29.82%)，冠心病9例(15.79%)，糖尿病9例(15.79%)，甲狀腺功能亢進2例(3.51%)，腎功能不全3例(5.26%)，電解質(zhì)紊亂6例(10.53%)。

1.2檢測儀器 采用美國DMS公司十二導(dǎo)聯(lián)24 h動態(tài)心電圖儀，記錄時間≥22 h，軟件可以自動繪制出全部心搏的Lorenz散點圖及時間散點圖。

1.3散點圖構(gòu)成及逆向技術(shù) ①Lorenz散點圖構(gòu)成：在相鄰的RR間期中，以前一個RR間期(RRn)為X值，后一個RR間期(RRn+1)為Y值，用非線性混沌方法連續(xù)跟蹤作圖，自動構(gòu)成24 h心電散點圖。②時間散點圖構(gòu)成：以RR間期為縱坐標(biāo)，以R波出現(xiàn)的時間為橫坐標(biāo)，形成以時間為順序的RR間期散點趨勢圖。③逆向技術(shù)：在散點圖的分析界面，任意選擇一個或數(shù)個點集，逆向追蹤形成該點集的實時心電縮略圖〔3〕。

1.4心電散點圖獨立診斷要點〔3〕Lorenz散點圖診斷要點：①竇性心律：呈棒球拍形并沿45°線分布，其細端靠近坐標(biāo)系原點，粗端指向遠側(cè)。②房顫：呈扇形，沿45°線對稱分布。③室上性和室性早搏，是二、三分布或多分布圖形。為了便于描述，分別于X軸及Y軸1 000 ms處作垂直線，兩線相交，將單象限圖區(qū)劃分為4個區(qū)域，從左下原點開始，按照逆時針方向分別定義為一～四區(qū)。時間散點圖診斷要點：①致密波浪形細實線代表竇性心律點集。②下緣低位且平直、寬條帶代表房顫點集。③早搏的時間散點圖有分層現(xiàn)象：近低層(NS-粉紅色或NV-綠色)、中間層(NN-黑色)、上層(SN-黑色)分別代表早搏聯(lián)律間期、竇律周期、代償間期〔4〕。

根據(jù)Lorenz散點圖圖形特征分為扇形、蘑菇形、傘形、感嘆號形、多分布形；根據(jù)PAF發(fā)生的不同負(fù)荷量(即房顫發(fā)生的時間量/總記錄時間量的百分比)分成3組，A組31例，0<負(fù)荷量≤20%；B組15例，20%<負(fù)荷量≤50%；C組11例，50%<負(fù)荷量<100%；比較3組PAF的Lorenz散點圖圖形特征，再結(jié)合時間散點圖診斷特點及逆向技術(shù)，分析PAF的散點圖特征。

2 結(jié) 果

2.1Lorenz散點圖類型及按負(fù)荷量的分布情況 以傘形最多見，感嘆號形最少。且扇形在C組最多見；感嘆號形僅見于A組，見表1。

表1 Lorenz散點圖各類型分布情況〔n(%)〕

2.2PAF各類型Lorenz散點圖形態(tài)特點及與時間散點圖對比分析

2.2.1扇形類 包含1個子圖，頂端指向原點，然后沿45°線呈扇形分布，左右對稱，竇性的棒狀圖形隱含在扇形中，位于45°線上，其散點較密集。PFA的散點基本分布于4個區(qū)域中，以一區(qū)面積最大，散點最密集。C組多見此類病例，散點分布范圍較廣。該分類的散點圖與持續(xù)房顫散點圖很相似，有時難以區(qū)分，結(jié)合時間散點圖特征來幫助鑒別診斷。第一條形圖為24 h RR間期趨勢圖；第二條形圖為1 h 時間散點圖，黑色寬條帶為房顫點集，黑色細條帶代表竇性心律點集；紅點位置代表房顫起始時間；第三條時間散點圖逆向分析界面的實時心電圖為PAF；鼠標(biāo)點中寬、細條帶交界區(qū)，逆向分析界面圖就會顯示此區(qū)域的心電圖片段(即逆向技術(shù))；再選中寬條帶區(qū)域，添加為房顫事件可以得到房顫發(fā)生的起止時間及持續(xù)時間，計算機自動算出房顫發(fā)生的負(fù)荷量，清晰又快捷，見圖1。

2.2.2傘形類 主要含2個子圖，在房顫負(fù)荷量小于20%時比較常見。圖形主要由棒狀結(jié)構(gòu)的竇性心律(長徑較長)與代表房顫的扇形連接在一起，組合成如打開的“雨傘”狀，主要分布在一區(qū)及45°等速線上。兩者散點圖形都較密集而清晰，各自保持房顫和竇性心律的特征，由于房顫發(fā)生的時間不同及RR間期離散度不同，房顫的“傘面”和竇性心律“傘柄”大小會有所改變，但總體特征不變。本例患者除了主要的傘形散點圖，在45°線的遠端及其兩側(cè)也見稀疏的點集，類似于二度房室阻滯的特殊三分布圖形，同樣運用逆向技術(shù)，證實是二度Ⅱ型竇房阻滯。此患者在傳統(tǒng)的事件模板中有大于2.5以上的停搏16個，最長的RR間期達4.99 s，為竇性停搏，間期散點圖與Lorenz散點圖都不能顯示，因散點圖對于大于2 000 ms以上RR難以表達，不足之處還需改進，但可結(jié)合傳統(tǒng)的模板分析方法，各取所長，各補所短。見圖2。

2.2.3蘑菇形 包含2個子圖，一個是房顫形成的扇形，一個是代表竇性心律的分布在45°線上的棒狀結(jié)構(gòu)，長徑短而小，大部分包含于房顫的扇形散點中，小部分露出扇形的遠端，形成類似“蘑菇”狀圖形，并包含部分房性早搏的點集(粉紅色)。房顫的散點與竇性分布范圍均較小，基本分布在一區(qū)中。結(jié)合時間散點圖的特點，黑色寬條帶為房顫的點集，細條帶區(qū)有早搏三分層；心電圖片段提示竇性心律、PAF性房顫和房性早搏，并顯示房顫發(fā)生的陣次和時間，通過逆向技術(shù)回放實時心電圖片得以證實和鑒別。見圖3。

2.2.4感嘆號形 包含2個子圖，一個是位于45°線上棒球拍狀結(jié)構(gòu)的竇性心律點集，另一個是位于一區(qū)原點近端類圓形的結(jié)構(gòu)為房顫子圖，兩者分離，形成類似 “感嘆號” 的形態(tài)。該類型僅見于A組，因房顫發(fā)生時的心率比竇性節(jié)律快，RR間期短、持續(xù)時間短，不能形成房顫的扇形特征；該分類的圖形需與插入性、成對或連發(fā)的室上性/室性早搏相鑒別，利用逆向技術(shù)回放實時心電圖片段，中間1 h散點圖有橙黃色標(biāo)記區(qū)為房顫發(fā)作時間段，紅點為陣發(fā)性房顫寬條幅散點，細帶狀是竇性心律點集；最下邊是紅點對應(yīng)的心電圖片段，為PAF，診斷結(jié)果一目了然；結(jié)合時間散點圖了解房顫發(fā)生的時間和陣次并加以編輯，見圖4。

2.2.5多分布形 包含多個子圖，每個子圖都代表一個獨立吸引子。該分類中由于合并不同類型心律失常，包括竇律、房顫、房性和室性早搏點集組成的不同吸引子，其吸引子除了竇律、房顫點集在45°等速線上，其他分布在長短周期區(qū)(加速區(qū))或短長周期區(qū)(減速區(qū))的不同位置。房性早搏和室性早搏根據(jù)各自早搏前點、早搏點、早搏后點的斜率不同加以區(qū)別〔5〕。此類型房顫組成的散點位于近原點端，呈類圓形，需與其他快速心律失常等相鑒別，運用逆向技術(shù)結(jié)合心電圖的片段就可以得出診斷結(jié)果。該類型的時間散點圖特征是：除了黑色細條帶的竇性心律和寬幅的房顫點集外，有早搏發(fā)生時的時間散點圖有分層現(xiàn)象，1 h散點圖有橙黃色標(biāo)記區(qū)為房顫發(fā)作時間段，紅點為陣發(fā)性房顫散點，其前后是早搏三分層，細帶狀是竇性心律點集；最下邊是紅點對應(yīng)的放大心電圖片段，為PAF。見圖5。

圖1 扇形類 Lorenz散點圖

圖4 感嘆號形Lorenz散點圖及逆向分析界面

圖5 多分布形Lorenz散點圖及逆向分析界面由下列點集組成

3 討 論

PAF是臨床常見的心律失常，其引起的心腦血管并發(fā)癥同持續(xù)性房顫一樣倍受臨床重視。美國2014年發(fā)布的房顫管理指南指出，房顫患者并發(fā)腦卒中的風(fēng)險是普通人群的5倍〔6〕。房顫會降低生活質(zhì)量，導(dǎo)致心力衰竭、血栓形成及腦卒中等并發(fā)癥，且發(fā)病率隨著年齡的增長而增高，病死率及致殘率更高〔7〕。為預(yù)防腦卒中的發(fā)生，提高PAF檢出率成為當(dāng)務(wù)之急〔8〕。

根據(jù)景永明等〔9〕研究，應(yīng)用“幾何畫板”軟件的相關(guān)功能，已經(jīng)模擬并驗證出各種心律失常的Lorenz散點圖形態(tài)特征。本文結(jié)果說明房顫發(fā)作時間較長，心率瞬時變異性遠大于竇性心律，竇性心律被“淹沒”在扇形中，容易診斷為持續(xù)性房顫，需結(jié)合時間散點圖及其逆向技術(shù)加以鑒別；感嘆號形僅見于A組，因房顫發(fā)生的時間較短，但發(fā)作時心率比竇性節(jié)律快，故其形成的短RR序列在原點近端形成類圓形“吸引子”，為與其他快速性心律失常鑒別，需結(jié)合逆向技術(shù)實現(xiàn)散點圖和心電圖之間相互驗證的關(guān)系，與相關(guān)報道觀點一致〔10〕。本研究中A組病例數(shù)最多，類型也最豐富，體現(xiàn)了散點圖對PAF的檢出率很高。傘形類在所有病例中所占比例最多，既有竇性心律的棒狀結(jié)構(gòu)，也有房顫的扇形特征，清晰表達了PAF的Lorenz散點圖特征。多分布形主要是在PAF的基礎(chǔ)上合并頻發(fā)房性和(或)室性早搏所組成的多分布圖形，其散點互相重疊時，配合時間散點圖及其逆向技術(shù)可快速診斷；此類型所占比例也較大，因本研究患者年齡均在60歲以上，器官的功能也逐漸衰退，合并疾病也多，故心律失常的發(fā)生率同樣高〔11〕?？傊赑AF患者中，其房顫發(fā)生的負(fù)荷量達到足夠數(shù)量的點集時才會形成扇形特征，點集越多越密集，扇形特征就會越明顯。圖形特征一旦穩(wěn)定，不會因數(shù)據(jù)量的增加而變化，這就是非線性混沌理論的特性〔3〕，與本文分析結(jié)果一致。

時間散點圖是按照時間順序?qū)崟r記錄RR間期變化的散點趨勢圖，被高度壓縮形成一定的圖形，也稱心率趨勢圖。它可以被自由“濃縮”和“拉伸”，現(xiàn)代計算機可以從24 h趨勢圖選取1 h RR間期散點圖放大，然后根據(jù)觀察散點密集、虛實及分層現(xiàn)象來判斷心律的性質(zhì)〔12〕。由于人體受神經(jīng)體液調(diào)節(jié)的因素，所形成的竇性心律點集表現(xiàn)為點集致密的波浪形細實線。房顫時，快速心房率向心室涌去，由于房室結(jié)功能不應(yīng)期阻止部分心房波下傳，使得心室率雖快速但仍在一定范圍內(nèi)，于是其散點條帶的下緣低位且平直；上緣條帶幅度明顯變寬呈毛刺狀，是因在心房波在房室結(jié)發(fā)生隱匿性傳導(dǎo)導(dǎo)致極不規(guī)則的長RR間期所致〔13〕；所以PAF發(fā)生時，時間散點圖表現(xiàn)為細實線和寬條帶相互轉(zhuǎn)換，在細、寬條帶連接區(qū)用鼠標(biāo)選中，逆向技術(shù)就會顯示此區(qū)域的心電圖片段，能清晰顯示竇性節(jié)律和心房顫動的起始點或終止點，用鼠標(biāo)選中所有寬條帶區(qū)域添加入房顫事件中，得出房顫發(fā)生持續(xù)的時間，計算機自動算出心房顫動發(fā)生的總負(fù)荷量；當(dāng)早搏發(fā)生時，相應(yīng)RR間期也會隨之變化，時間散點圖表現(xiàn)為分層現(xiàn)象，層與層之間的距離高低，與早搏的性質(zhì)有關(guān)〔4〕。時間散點圖在動態(tài)心電圖系統(tǒng)分析中對心率和心律失常也同樣具有診斷優(yōu)勢，與傳統(tǒng)模板相比省時省力。本研究利用這些特點對PAF進行快速診斷和鑒別診斷，但對于多種心律失常并存時，需結(jié)合Lorenz散點圖及逆向技術(shù)幫助實現(xiàn)診斷和鑒別診斷。

本研究不足：(1)病例數(shù)比較少。(2)Lorenz散點圖診斷復(fù)雜的心律失常具有很強的優(yōu)勢，但存在明顯不足之處，即沒有標(biāo)記該散點發(fā)生的時間段，丟失了節(jié)律發(fā)生的時間信息〔14〕。(3)當(dāng)多種心律并存在時，各種散點會互相重疊而無法立即判斷。(4)散點圖對于2 000 ms以上RR難以表達。鑒于此，Lorenz 散點圖需要與時間散點圖及逆向技術(shù)結(jié)合，相得益彰。這是一種新的理念和思路，給臨床醫(yī)務(wù)人員在分析各種疑難復(fù)雜性心律失常時，提供更為快捷、準(zhǔn)確的診斷工具；同時，散點圖也是一種語言，它需要更多研究者去研究和翻譯這類語言所代表的不同心臟生理病理現(xiàn)象。

綜上，不同負(fù)荷量PAF的Lorenz散點圖有其獨特的圖形特點，配合時間散點圖及逆向技術(shù)可準(zhǔn)確判斷PAF的起止時間和發(fā)作負(fù)荷量。Lorenz-RR散點圖能清晰表達節(jié)律的信息，時間散點圖能表達時間與節(jié)律的關(guān)系，兩者相互補充、相互印證，再結(jié)合逆向技術(shù)，可對PAF進行快速診斷，提高了診斷和鑒別診斷的效率和準(zhǔn)確率。