基于Lorenz-RR 散點圖的心率變異性新指標評估急性心肌梗死患者冠狀動脈病變程度?

林敏 劉耿星 林藝嬪 李雨華 張麗娟

Lorenz-RR 散點圖是以相鄰的兩個RR 間期分別為橫、縱坐標進行迭代作圖,即為點(RnRn＋1,Rn＋1Rn＋2)(n≥1)構(gòu)成的點集,計算機能將所有的點匯聚在一個二維坐標系中,進行直觀的呈現(xiàn)和分析[1]。散點圖的優(yōu)勢在于體現(xiàn)了心電信息的混沌特性,圖形中不同的形態(tài)學改變可以反映不同的心律失常,有助于快速、準確的作出診斷。心率變異性是目前量化反映自主神經(jīng)功能的指標,但目前臨床研究較多的是心率變異性的線性指標,而線性指標通常無法完全地體現(xiàn)心率的原始混沌特征。因此,筆者基于Lorenz-RR 散點圖的面積和密度分布提出了幾個心率變異性的新指標,并探討其用于評估急性心肌梗死(AMI)患者的冠狀動脈(簡稱冠脈)病變程度的臨床價值。

1 資料與方法

1.1 對象選取

選取2018年1月1日至2019年12月30日因AMI就診于本院的患者為AMI組,共174例。納入標準:①符合急性冠脈綜合征診斷標準符合?第四次心肌梗死全球統(tǒng)一定義2018?[2];②梗死后2～5天內(nèi)完成24 h動態(tài)心電監(jiān)測檢查。排除標準:①合并心房顫動、二度以上房室阻滯及安裝心臟起搏器者;②并發(fā)房性早搏或室性早搏超過500個者;③嚴重肝腎功能損害或惡性腫瘤晚期者;④監(jiān)測時長短于22.5 h的患者。選取同時期于本院住院的非冠心病患者為對照組,排除資料不完整者后,共計98例,兩組一般資料的比較見表1。再根據(jù)Gensini評分將AMI組患者進行三分位分組,分別為低分組、中分組、高分組。

表1 AMI組和對照組的一般資料比較

1.2 Lorenz-RR 散點圖的獲取及有關參數(shù)的測量與計算

采用DMS 公司動態(tài)心電圖記錄器(美國,DMS300-4 A),將記錄器內(nèi)的心電數(shù)據(jù)導入動態(tài)心電工作站(Cardioscan 12 satelite),提取原始RR間期數(shù)據(jù),結(jié)合本課題組既往的研究方法[3]將數(shù)據(jù)導入Matlab軟件進行散點圖數(shù)據(jù)分析,采用自編程序剔除分布稀疏及嚴重偏離45°線的散點,集中分析竇性RR 間期的散點圖面積和密度指標,以RnRn＋1為橫坐標,Rn＋1Rn＋2為縱坐標,作出Lorenz-RR 散點圖,共獲得以下參數(shù)[3],具體計算方法如下:

1.2.1 散點圖面積參數(shù) S:散點圖總面積;S1:散點圖頭端(靠近原點處)面積;S2:散點圖短軸處面積計算詳見本課題組既往的研究方法[3],單位ms2,見圖1。

圖1 AMI患者散點圖面積計算示意圖

1.2.2 散點圖密度分布參數(shù) 將符合納入條件的散點置于10×10分布的網(wǎng)格內(nèi),計算散點圖覆蓋的總網(wǎng)格數(shù)N,每個網(wǎng)格內(nèi)的散點數(shù)量ti(i＝1,2,3...N),散點總數(shù)量T,計算出網(wǎng)格的散點的平均值Ta＝T/N,計算出所有比Ta高20%(Ta×120%)的網(wǎng)格的數(shù)量(Nh),計算出所有比Ta低20%(Ta×80%)的網(wǎng)格的數(shù)量(Nl),并以此將散點圖分為高、中、低三個密度分布區(qū)(圖2):

圖2 AMI患者密度分布示意圖

①H:散點高密度分布區(qū)占比,H＝Nh/N;②M:散點中密度分布區(qū)占比,M＝1－H－L;③L:散點低密度分布區(qū)占比,L＝Nl/N。

1.3 冠脈狹窄程度評估方法

Gensini評分標準[4]:冠脈造影顯示每一支冠脈病變情況,以最狹窄部位作為評分點。狹窄程度＜25%計1分,狹窄程度在25%～49%計2分,狹窄程度在50%～74%計4分,狹窄程度在75%～90%計8分,狹窄程度在90%～98%計16分,狹窄程度在99%～100%計32分;再根據(jù)不同分支乘以相應系數(shù),左主干病變×5,左前降支病變近段×2.5、中段×1、遠段×1,左回旋支病變近段×2.5、鈍緣支×1、遠段×1,后降支×1,后側(cè)支×1,右冠脈×1。將所有病變積分求和即為Gensini評分,評分越高,冠脈病變越嚴重。

1.4 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 18.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析。呈正態(tài)分布的計量資料以(±s)表示,組間比較采用獨立樣本的t檢驗;計數(shù)資料以相對數(shù)表示,組間比較采用χ2檢驗;多組間比較采用單因素方差分析;采用Pearson相關分析探討相關性。以P＜0.05為差異有顯著性。

2 結(jié)果

2.1 AMI組和對照組的心率變異性新指標參數(shù)比較

AMI組的S(31 256.87±18 536.12 ms2)、M(9.09±3.11%)均明顯低于對照組S(47 376.83±2 162 ms2)、M(10.51±3.95%),而AMI組L(62.50%±6.77%)高于對照組L(60.17%±7.02%),差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05,見表2)。

表2 AMI組和對照組的心率變異性新指標參數(shù)的比較

2.2 AMI組的Gensini評分三分位分組比較心率變異性新指標參數(shù)

在AMI患者中,Gensini評分三分位分組中的高分組H(27.27%±4.47%)、M(8.59%±3.18%)顯著低于低分組H(28.17%±4.45%)、M(9.76%±3.29%),而高分組L(64.14%±6.94%)顯著高于低分組L(61.07%±6.72%),差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05,見表3)。

表3 AMI組的Gensini評分三分位分組比較心率變異性新指標參數(shù)

2.3 AMI組心率變異性新指標與冠脈狹窄程度的相關性分析

Gensini評分與H,M 呈負相關(r值分別－0.235、－0.178),與L 呈正相關(r值＝0.216)(P＜0.05,見表4)。

表4 AMI組心率變異性新指標與Gensini評分的相關性

3 討論

目前常用的心率變異性分析方法包括線性分析和非線性分析,其中線性分析方法主要有時域分析和頻域分析兩種,它們是依賴總體RR間期的計算所得,無法反映逐搏心率變化的情況,也很容易受到噪音干擾、異位心搏影響,從而影響心率變異性的準確性。而Lorenz-RR 散點圖通過相鄰兩個RR 間期真實而直觀的呈現(xiàn)所有心搏圖形的形態(tài),不僅能將干擾、偽差和異位心搏自動從竇性圖形中分離出來,也能充分反映心臟節(jié)律的混沌動力學特征,將自主神經(jīng)功能的改變體現(xiàn)在形態(tài)學的變化之中,如正常的棒球拍的散點圖,變?yōu)榧毎魻?、團塊狀、魚雷狀等[5]。通過測量散點圖中竇性心搏圖形的長軸、短軸、計算其面積,可獲得較時域、頻域分析更準確的量化心率變異性的指標[6]。散點圖的寬度指標反映心率短時變異性,主要受副交感神經(jīng)調(diào)節(jié)的影響;散點圖的長度指標反映心率長時變異性,受交感神經(jīng)調(diào)節(jié)的影響[7]。一些生理性的因素,如睡眠、呼吸、情緒等,可能對心率變異性的線性指標造成虛假的影響,但是對其非線性指標可能沒有顯著的影響[8]。

在正常生理狀態(tài)下,竇房結(jié)自律細胞主要由迷走神經(jīng)控制,交感神經(jīng)為輔,因此具有較大的心率變異性。一旦迷走神經(jīng)因AMI等疾病受損,其對心率的控制作用減弱,相對交感神經(jīng)活性增強,心率變異性即會發(fā)生明顯減小。關于心率變異性與冠脈性心臟病的研究,顯示冠脈病變越嚴重,心臟自主神經(jīng)功能受損越嚴重。本研究針對AMI與非冠心病對照組的對比研究,發(fā)現(xiàn)新Lorenz-RR 散點圖的面積、密度指標在AMI患者中均有顯著的下降,提示自主神經(jīng)功能損害。其可能的機制為:①冠脈狹窄或急性閉塞導致心肌缺血、缺氧,可致自主神經(jīng)成分損傷或心臟迷走神經(jīng)反射中樞損傷;②冠脈狹窄或急性閉塞導致心肌缺血、缺氧,心室壁或神經(jīng)末梢受到機械性或化學性刺激,如分泌較多的兒茶酚胺類物質(zhì),反射性改變自主神經(jīng)調(diào)節(jié)的均衡性,主要表現(xiàn)為交感神經(jīng)活性增高,迷走神經(jīng)活性降低[9]。目前認為舊的心率變異性指標臨床應用價值有限。所以,心率變異性的散點圖新指標的研究顯得更有意義,并且筆者發(fā)現(xiàn)密度指標H、M、L與冠脈狹窄評分相關性更好,更有助于應用無創(chuàng)、簡便的方法量化自主神經(jīng)功能狀態(tài),并應用于AMI患者冠脈狹窄嚴重程度的評估,對早期識別高?；颊哂兄匾饬x。