Lorenz散點(diǎn)圖在心房顫動診斷中的應(yīng)用體會

程陶玲，張永軍，葉 艇，魯其樂，徐 舒，俞 武，袁永杰

(皖南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院 弋磯山醫(yī)院 電生理科，安徽 蕪湖 241001)

心房顫動簡稱房顫，是一種隨年齡增長而發(fā)生率增加的臨床常見心律失常，診斷通常需心電圖或其他心電記錄提供依據(jù)，動態(tài)心電圖可以提高短陣房顫及無癥狀性房顫的檢出并幫助制定治療方案和評價治療效果[1]，但因?yàn)橛涗浟嘶颊?4 h心電變化，數(shù)據(jù)量大，分析時耗時長，而Lorenz散點(diǎn)圖是指采用非線性圖形分析方法描記患者動態(tài)心電圖上連續(xù)長時程RR間期序列，它以非線性的技術(shù)方法去處理海量的動態(tài)心電圖數(shù)據(jù)，成為快速分析動態(tài)心電圖的一種高效工具[2]，本文對房顫患者Lorenz散點(diǎn)圖圖形特征進(jìn)行觀察，并結(jié)合時間散點(diǎn)圖和逆向技術(shù)進(jìn)行分析，探討Lorenz散點(diǎn)圖在快速診斷房顫中的應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1．1 一般臨床資料 收集2018年10月～2019年3月在我科行動態(tài)心電圖檢查診斷為房顫的患者226例，男120例，女106例，年齡27～92歲，平均(70.9±8.69)歲，60歲以上201例；其中陣發(fā)性房顫26例，持續(xù)性房顫200例(包括單純性房顫120例，合并室早等其他心律失常80例)。

1.2 檢測儀器和方法 美國MDS 12導(dǎo)聯(lián)動態(tài)心電圖進(jìn)行24 h監(jiān)測，連續(xù)記錄患者日常生活狀態(tài)下的心電圖，排除偽差和干擾后記錄有效時間大于22 h，專人操作回放并結(jié)合監(jiān)測日志進(jìn)行分析，監(jiān)測記錄包括患者起床、睡眠、進(jìn)餐、工作、休息及激動狀態(tài)下發(fā)生的事件，如心悸、氣短、乏力、勞累、眩暈等不適狀況出現(xiàn)和持續(xù)的時間，利用動態(tài)心電分析系統(tǒng)中自帶制圖軟件提取RR間期自動制作Lorenz散點(diǎn)圖，并結(jié)合時間散點(diǎn)圖和逆向技術(shù)進(jìn)行分析診斷。Lorenz散點(diǎn)圖制圖原理是以直角坐標(biāo)系第一象限中任意RR間期為X值，隨后的RR間期為Y值連續(xù)追蹤作圖生成，所有散點(diǎn)均表達(dá)于同一象限中[3]。

1.3 房顫的分類和心電圖特征 按照房顫發(fā)作頻率和持續(xù)的時間可以將房顫分為陣發(fā)性房顫(paroxysmal Af)、持續(xù)性房顫(persistent Af)和永久性房顫(permanent Af)三類，診斷以動態(tài)心電圖檢查為依據(jù)。房顫的心電圖特征表現(xiàn)為[4]：①P波消失，代之以一系列形態(tài)、波幅不等的f 波，在V1導(dǎo)聯(lián)波幅最大最清晰，頻率350～600次/分鐘；② RR間期絕對不規(guī)則，平均心室率多在60～180次/分鐘；③QRS波形正常，長-短周期后可伴有心室內(nèi)差異性傳導(dǎo)或蟬聯(lián)現(xiàn)象，需與室性早搏或短陣型室性心動過速相鑒別。

1.4 房顫Lorenz散點(diǎn)圖形態(tài)特征及診斷要點(diǎn) 由于心肌不同心電性質(zhì)導(dǎo)致Lorenz散點(diǎn)圖具有不同圖形特征，正常竇性心律的Lorenz散點(diǎn)圖位于45°線上呈縱向分布，為只有一個子圖、單一分布的棒球拍形，近窄遠(yuǎn)寬，隨總體心率的快慢棒球拍可移向近端或遠(yuǎn)端[5]。房顫的Lorenz散點(diǎn)圖是在二維坐標(biāo)系中由散點(diǎn)組成的扇形，這些散點(diǎn)看起來雜亂無章，但卻都被限制在扇形區(qū)域內(nèi)，將這些散點(diǎn)限制在扇形中的因素是動態(tài)房室結(jié)不應(yīng)期(AVNFRP)，扇形在圖中的位置取決于其AVNFRP和最慢心率，AVNFRP越短、心率越快，扇形位置越靠近近端。陣發(fā)性房顫是在竇性心律基礎(chǔ)上發(fā)生的單次或多次房顫，散點(diǎn)圖表現(xiàn)為竇性心律的棒球拍形和房顫的扇形兩種圖形共存。房顫伴室早和房顫伴差異性傳導(dǎo)散點(diǎn)圖相似，均表現(xiàn)為在扇形外的線狀圖形，線條也可重疊于扇形之中而表現(xiàn)為單一扇形[3]。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 18.0統(tǒng)計學(xué)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，多組間比較采用F檢驗(yàn)，多組間兩兩比較采用q檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

本組呈單純扇形120例(圖1)，26例表現(xiàn)為扇形與棒球拍形共存，6例兩種圖形完全分離，占比23.07%；15例部分重疊，占比57.70%；5例棒球拍形落入扇形呈完全重疊，占比19.23%(圖2)；扇形下方平行于橫坐標(biāo)的線狀圖形42例，線條重疊于扇形之中的單一扇形16例，其他圖形22例。結(jié)合時間散點(diǎn)圖及逆向分析技術(shù)可快速準(zhǔn)確診斷陣發(fā)性房顫(圖3)，對24 h動態(tài)心電圖中復(fù)雜的難以區(qū)分的多種形態(tài)寬大畸形QRS波群也能快速準(zhǔn)確區(qū)分(圖4、表1)。陣發(fā)性房顫與持續(xù)性房顫組間B線斜率差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，見表2；房顫伴差異性傳導(dǎo)組B線斜率大于房顫伴室早組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，見表3。

表1 房顫散點(diǎn)圖和動態(tài)心電圖比較[n(%)]

動態(tài)心電圖(n=226)心電散點(diǎn)圖(n=226)房顫伴室早64(28.32) 66(29.20)房顫伴差異性傳導(dǎo)8(3.54)10(4.42)

表2 陣發(fā)性房顫與持續(xù)性房顫的B線斜率比較

組別nB線斜率tP陣發(fā)性房顫260.604±0.083持續(xù)性房顫2000.566±0.1920.9960.321

圖1 單純性房顫散點(diǎn)圖

圖2 陣發(fā)性房顫散點(diǎn)圖

圖3 陣發(fā)性房顫時間散點(diǎn)圖及逆向分析界面

圖4 房顫伴室早散點(diǎn)圖逆向分析界面

表3 房顫伴差異性傳導(dǎo)與房顫伴室早的B線斜率比較

組別nB線斜率tP房顫伴差異性傳導(dǎo)100.209±0.018房顫伴室早660.069±0.0894.9320.000

3 討論

Lorenz散點(diǎn)圖采用非線性的描記方法去分析心律失常，它以“混沌吸引子”為基本原理，同一性質(zhì)心律聚集成相同的“吸引子”表現(xiàn)為共性的圖形，不同性質(zhì)的心律因具有不同的RR間期而分屬于不同系統(tǒng)，聚集成不同的“吸引子”，形成各自獨(dú)特的散點(diǎn)圖形，這種特異性的散點(diǎn)圖形可以反推其RR間期序列特點(diǎn)，分析其所代表的心律，從而快速對常見心律失常進(jìn)行定性診斷[6]。

房顫時由于RR間期絕對不等且限于AVNFRP，使得心房激動只有部分順傳心室，形成一系列最短RR間期，構(gòu)成扇形的邊緣線即AVNFRP，AVNFRP將看似隨機(jī)分布的散點(diǎn)限制在扇形中，呈現(xiàn)為沿45°線對稱分布的特征性的扇形圖形。持續(xù)性房顫和陣發(fā)性房顫的Lorenz散點(diǎn)圖均表現(xiàn)為以扇形為基礎(chǔ)的圖形，兩種圖形因起源相同而具有相似的B線斜率，B線斜率反映了心搏起源，是心律失常診斷中除子圖數(shù)目、圖形形態(tài)、圖形位置以外最重要的四要素之一，不同心搏起源心律失常B線斜率有不同的集中趨勢，室性早搏時B線斜率趨向于0而室上性早搏時B線斜率遠(yuǎn)離0但小于1，本組研究發(fā)現(xiàn)，陣發(fā)性房顫和持續(xù)性房顫B線斜率差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，但房顫伴室早與房顫伴差異性傳導(dǎo)B線斜率相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),與龍佑玲等報道的研究結(jié)果一致[7]。

同源性心律的散點(diǎn)圖圖形特征表現(xiàn)為沿45°等速線分布的吸引子，心律起源一旦發(fā)生變化就會有新的吸引子產(chǎn)生，形成含有多個子圖的多分布圖形，子圖可以相互遠(yuǎn)離或重疊，取決于RR間期變化的程度，這種同質(zhì)不同源的吸引子分布在加速區(qū)和減速區(qū)的不同位置而非45°等速線上。陣發(fā)性房顫的散點(diǎn)圖包含房顫的扇形圖形和竇性心律的棒球拍形兩種圖形，心率越快扇形尖端越接近近端原點(diǎn)，心率差異越大，扇形區(qū)域越大，因此在散點(diǎn)圖上表現(xiàn)為扇形和棒球拍形完全分離、部分重疊和完全重疊圖形三種圖形[8]，也有學(xué)者根據(jù) Lorenz散點(diǎn)圖的形態(tài)特征將其分為扇形、傘形、蘑菇形、感嘆號形及多分布形5種類型，以傘形最多見，感嘆號形最少[9]。本組研究發(fā)現(xiàn)26例陣發(fā)性房顫中6例兩種圖形完全分離，占比23.07%；15例部分重疊，占比57.70%；5例棒球拍形落入扇形呈完全重疊，占比19.23%，以部分重疊圖形最為常見。陣發(fā)性房顫的散點(diǎn)圖特征與房顫發(fā)作負(fù)荷量有關(guān)，當(dāng)房顫發(fā)生負(fù)荷量達(dá)到一定數(shù)量時就會有足夠的散點(diǎn)形成扇形特征，隨散點(diǎn)增多扇形特征越明顯。當(dāng)房顫發(fā)作時間長，發(fā)作時心率遠(yuǎn)大于竇性心率，變化幅度大，導(dǎo)致竇性心律全部重疊在扇形區(qū)域，容易誤診為持續(xù)性房顫，需進(jìn)一步結(jié)合時間散點(diǎn)圖和逆向技術(shù)進(jìn)行鑒別[9-10]。本組5例陣發(fā)性房顫患者圖形表現(xiàn)為單一扇形，利用時間散點(diǎn)圖可以發(fā)現(xiàn)其時間散點(diǎn)圖中的房顫散點(diǎn)集和房顫發(fā)作時的起始時間，選中后在逆向分析界面就會清晰顯示此區(qū)域的心電圖片段，達(dá)到快速準(zhǔn)確診斷。

房顫時的多分布形包含多個子圖，每個子圖代表一個獨(dú)立吸引子，代表著不同心律，竇性心律和房顫散點(diǎn)分布在45°等速線上，加速區(qū)和減速區(qū)的其他位置分布著其他散點(diǎn)，分析時要先分析主要的吸引子，再結(jié)合時間散點(diǎn)圖和逆向技術(shù)進(jìn)行分析。時間散點(diǎn)圖是按照時間順序記錄 RR 間期變化的散點(diǎn)趨勢圖,可以根據(jù)散點(diǎn)的密集程度和不同分層選取 24 h 趨勢圖中1 h散點(diǎn)圖進(jìn)行放大來判斷心律性質(zhì)，本組研究發(fā)現(xiàn)Lorenz散點(diǎn)圖對房顫伴有寬QRS波群的室早與室內(nèi)差異性傳導(dǎo)的診斷與動態(tài)心電圖相比雖無統(tǒng)計學(xué)差異，但這兩種不同起源的心律圖形特征在散點(diǎn)圖上不同，因此可以做到快速鑒別，結(jié)合時間散點(diǎn)圖上出現(xiàn)的分層現(xiàn)象，對1 h散點(diǎn)圖中代表陣發(fā)性房顫散點(diǎn)的紅點(diǎn)前后早搏三分層運(yùn)用逆向技術(shù)回放相對應(yīng)的實(shí)時放大心電圖片段，房顫伴室早診斷結(jié)果清晰可見。

綜上所述，心電散點(diǎn)圖利用非線性混沌方法學(xué)對長時程大樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從相互關(guān)聯(lián)的海量數(shù)據(jù)中能夠發(fā)現(xiàn)隱含規(guī)律并提取出傳統(tǒng)方法所無法獲得的有用信息，結(jié)合時間散點(diǎn)圖和逆向技術(shù)進(jìn)行分析，能夠快速地對房顫等異位心律進(jìn)行準(zhǔn)確診斷，在臨床上具有較好的應(yīng)用價值。