陣發(fā)性心房纖顫Lorenz散點(diǎn)圖及幾何畫板模擬分析

劉 儒,井 艷，張芳芳，王永生，潘運(yùn)萍，李世鋒，李中健

陣發(fā)性心房纖顫(paroxysmal atrial fibrillation,PAF)是指起止突然、能自行終止且持續(xù)時(shí)間短的心房纖顫(atrial fibrillation，AF)。可依據(jù)24 h動(dòng)態(tài)心電圖(ambulatory electrocardiogram,AECG)心電波形進(jìn)行診斷[1]，但診斷過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且容易漏診。Lorenz散點(diǎn)圖是依據(jù)RR間期的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，將24 h的RR間期變化規(guī)律用散點(diǎn)圖宏觀表述，其對(duì)大樣本數(shù)據(jù)的快速診斷功能優(yōu)于傳統(tǒng)的AECG分析技術(shù)[2]。幾何畫板軟件是美國的一種優(yōu)秀教育軟件，其能夠動(dòng)態(tài)地展現(xiàn)出幾何對(duì)象的位置關(guān)系及運(yùn)行變化規(guī)律，是模擬和制作圖形的“利劍”。本文主要通過對(duì)比單純竇性心律、PAF、持續(xù)性AF的Lorenz散點(diǎn)圖形態(tài)，尋找Lorenz散點(diǎn)圖定性診斷PAF的指征，應(yīng)用幾何畫板軟件模擬并驗(yàn)證。

1　資料與方法

1.1臨床資料入組標(biāo)準(zhǔn)：竇性心律組：單純竇性心律無其他心律失常；PAF組：竇性心律合并AF，AF持續(xù)時(shí)間<24 h；持續(xù)性AF組：無竇性心律，AF持續(xù)時(shí)間≥24 h。從我院2004—2012年10 900例患者的AECG數(shù)據(jù)中選擇符合上述標(biāo)準(zhǔn)的受試者，其中竇性心律組80例，男42例、女38例，年齡25～80歲；PAF組80例，男64例、女16例，年齡35～88歲；持續(xù)性AF組80例，男45例、女35例，年齡36～92歲。

1.2方法采用DMS軟件(北京)有限公司ECGLABHOLTER 12.TOP版軟件分析每份AECG數(shù)據(jù)的Lorenz散點(diǎn)圖，觀察3組受試者的Lorenz散點(diǎn)圖形態(tài)特征。根據(jù)景永明等[3]的研究，應(yīng)用幾何畫板軟件的跟蹤軌跡與函數(shù)功能，假定心率變化曲線為一正弦曲線f(x)=asin(ωx)+b,b=ka+yv，取曲線上任意兩點(diǎn)M、N的縱坐標(biāo)做點(diǎn)P，按線性關(guān)系調(diào)節(jié)參數(shù)a、b大小及M、N兩點(diǎn)的相位差，追蹤P點(diǎn)軌跡，模擬3組的散點(diǎn)圖并總結(jié)其形成機(jī)制。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析，性別的比較采用χ2檢驗(yàn)；年齡以中位數(shù)(四分位間距)〔M(QR)〕表示，采用Kruskal-WallisH檢驗(yàn)；以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.1一般資料比較PAF組男性多于女性(P<0.05)；持續(xù)性AF組的年齡大于PAF組，PAF組的年齡大于竇性心律組(P<0.05，見表1)。

表1　3組受試者性別和年齡比較

注：與組內(nèi)女性比較，*P<0.05；與PAF組比較，△P<0.05；與竇性心律組比較，▲P<0.05；○為χ2值

注：A散點(diǎn)圖，B模擬圖

圖1竇性心律組心電圖的Lorenz散點(diǎn)圖和模擬圖

Figure1Lorenz scatter and Geometer′s sketchpad rendering of ECG in sinus rhythm group

2.2Lorenz散點(diǎn)圖圖形比較(1)竇性心律組心電圖的Lorenz散點(diǎn)圖呈45°線上致密的“一分布圖形”，“棒球拍狀”52例(65.0%)(見圖1A)，“魚雷狀”18例(22.5%)，“梭狀”8例(10.0%)，“短棒狀”2例(2.5%)。(2)PAF組在靠近原點(diǎn)區(qū)域均表現(xiàn)為“扇形”，“扇形”尖端指向原點(diǎn)，對(duì)稱軸為45°線，其45°線上均存在致密“一分布圖形”(見圖2A)。(3)持續(xù)性AF組均表現(xiàn)為沿45°線對(duì)稱分布的“扇形”，“扇形”底邊與X軸成一定夾角，斜率>0，45°線上致密“一分布圖形”消失(見圖3A)。

2.3調(diào)節(jié)幾何畫板軟件中參數(shù)及M、N兩點(diǎn)相位差大小，竇性心律組的模擬圖呈“棒球拍狀”(見圖1B)，PAF組呈混合疊加圖形(見圖2B)，持續(xù)性PAF組呈“扇形”(見圖3B)。

3　討論

AF是臨床最常見的心律失常之一，其表現(xiàn)為持續(xù)性AF和PAF兩種類型，且PAF多為持續(xù)性AF的前驅(qū)表現(xiàn)。以往應(yīng)用長程AECG分析PAF的過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且易漏診。而應(yīng)用Lorenz散點(diǎn)圖不僅能對(duì)長程心電數(shù)據(jù)進(jìn)行宏觀定性分析，還能簡化分析過程[4]。

Lorenz散點(diǎn)圖反映了RR間期的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，同一性質(zhì)的心律有相似的RR間期關(guān)系，具有共性圖形；不同性質(zhì)的心律有不同的RR間期關(guān)系，具有圖形差異。本研究顯示，竇性心律時(shí)任何前后相鄰兩次心搏周期的長度相差小，即前后RR間期基本相等，因此散點(diǎn)總是圍繞45°直線分布，呈“棒球拍”狀，靠近坐標(biāo)原點(diǎn)一端窄小，代表心率較快、RR間期短；遠(yuǎn)離原點(diǎn)一端寬大，代表心率較慢、RR間期長[5]。當(dāng)心率變化范圍較大時(shí)，最長和最短的RR間期差異大，“棒球拍”較長，反之則短。持續(xù)性AF時(shí)前后相鄰RR間期絕對(duì)不一致，心房波頻率為350～600次/min，當(dāng)快速的心房激動(dòng)猶如千軍萬馬般要過房室結(jié)這支“獨(dú)木橋”時(shí)，因?yàn)榉渴医Y(jié)不應(yīng)期的存在，部分激動(dòng)不能通過房室結(jié)，其中能以最快速度通過者就是位于“界線”上的散點(diǎn)[6]，故AF看似隨機(jī)的散點(diǎn)被限制在坐標(biāo)系一定區(qū)域內(nèi)，Lorenz散點(diǎn)圖為“扇形”，其邊界為房室結(jié)功能不應(yīng)期?！吧刃巍钡姆植挤秶Q于房室結(jié)的功能狀態(tài)，當(dāng)房室結(jié)功能不應(yīng)期延長時(shí)心率減慢，RR間期長，“扇形”的面積則大，反之則小。PAF是在24 h正常竇性心律的基礎(chǔ)上出現(xiàn)突發(fā)突止的AF，既有整齊的竇性心律，又有節(jié)律絕對(duì)不齊的AF。當(dāng)AF發(fā)生時(shí)，各心搏屬于異位心律，RR間期絕對(duì)不齊，其間無一定關(guān)聯(lián)，各心搏點(diǎn)呈散在分布，又因房室結(jié)制約作用，各心搏點(diǎn)反映在Lorenz散點(diǎn)圖上呈“扇形”分布，而不會(huì)越過“扇形”邊界；當(dāng)異位心律轉(zhuǎn)為竇性心律后，前后RR間期又變勻齊，散點(diǎn)又回歸到坐標(biāo)系45°線。因此，PAF的Lorenz散點(diǎn)圖既有靠近原點(diǎn)一端的“扇形”表現(xiàn)，又有45°線上致密“一分布圖形”。在一定范圍內(nèi)，數(shù)據(jù)越大，圖形越清晰，可信度越高[7]，由于PAF中AF持續(xù)時(shí)間不同，當(dāng)竇性心律占主導(dǎo)時(shí)，以45°線上致密“一分布圖形”為主，AF較為稀疏的Lorenz散點(diǎn)散在分布于“扇形”界限內(nèi)；當(dāng)AF節(jié)律占主導(dǎo)時(shí)，以致密的“扇形”為主，45°線上“一分布圖形”淡化。本研究觀察到竇性心律、PAF和持續(xù)性AF患者的年齡逐漸增大，可能隨著年齡增長器質(zhì)性心臟病發(fā)生率增高。PAF組男性明顯多于女性，提示男性更易出現(xiàn)PAF，在臨床中應(yīng)多加關(guān)注。

注：A散點(diǎn)圖，B模擬圖

圖2PAF組心電圖的Lorenz散點(diǎn)圖和模擬圖

Figure2Lorenz scatter and Geometer′s sketchpad rendering of ECG in PAF group

注：A散點(diǎn)圖，B模擬圖

圖3持續(xù)性AF組心電圖的散點(diǎn)圖和模擬圖

Figure3Lorenz scatter and Geometer′s sketchpad rendering of ECG in persistent atrial fibrillation

應(yīng)用幾何畫板軟件模擬心電Lorenz散點(diǎn)圖，可以深刻理解散點(diǎn)圖的成圖原理，認(rèn)識(shí)竇性心律、PAF及持續(xù)性AF的Lorenz散點(diǎn)圖特征，了解其意義。通過模擬Lorenz散點(diǎn)圖與實(shí)際Lorenz散點(diǎn)圖的對(duì)比分析，可以快速排除偽差，加快AECG的分析過程[8]。Lorenz散點(diǎn)圖為宏觀上了解人體心律變化的規(guī)律提供了便利，根據(jù)這一典型形態(tài)特征可以直觀、快速、定性的診斷PAF，提高PAF的確診率，為臨床診治服務(wù)。

1何曼莉，周春燕.陣發(fā)性心房纖顫患者發(fā)病原因及動(dòng)態(tài)心電圖分析[J].實(shí)用心腦肺血管病雜志，2012，20(10)：1636.

2李方潔,曾輝，郭小玉，等.寬QRS波Lorenz散點(diǎn)圖的鑒別診斷[J].中國循環(huán)雜志，2006,21(8增):230-232.

3景永明，向晉濤，相曉軍.RR-Lorenz散點(diǎn)圖形成的向何數(shù)學(xué)規(guī)律及相應(yīng)的臨床意義[J].中國心臟起搏與心電生理雜志，2012,26(4):283-287.

4李方潔.重視心電散點(diǎn)圖的臨床應(yīng)用[J].臨床心電學(xué)雜志，2012,21(1):3-6.

5向晉濤.心電散點(diǎn)圖表達(dá)的心臟電生理現(xiàn)象[J].臨床心電學(xué)雜志，2012,21(1):6-10.

6李方潔，向晉濤.心電散點(diǎn)圖呈現(xiàn)的房室結(jié)功能不應(yīng)期及對(duì)寬QRS波的鑒別[J].中國心臟起搏與心電生理雜志，2011,25(1):16-19.

7李方潔,白凈,王曉秋.用于大樣本心電分析的混沌方法-Lorenz圖[J].臨床心電學(xué)雜志,2002，11:226-231.

8景永明，相曉軍，荊凡君，等.《幾何畫板》模擬RR- Lorenz圖的方法及意義[J].中國心臟起搏與心電生理雜志，2011,25(6):556-559.