陣發性心房纖顫Lorenz散點圖及幾何畫板模擬分析

劉 儒,井 艷，張芳芳，王永生，潘運萍，李世鋒，李中健

陣發性心房纖顫(paroxysmal atrial fibrillation,PAF)是指起止突然、能自行終止且持續時間短的心房纖顫(atrial fibrillation，AF)。可依據24 h動態心電圖(ambulatory electrocardiogram,AECG)心電波形進行診斷[1]，但診斷過程費時費力，且容易漏診。Lorenz散點圖是依據RR間期的動態變化規律，將24 h的RR間期變化規律用散點圖宏觀表述，其對大樣本數據的快速診斷功能優于傳統的AECG分析技術[2]。幾何畫板軟件是美國的一種優秀教育軟件，其能夠動態地展現出幾何對象的位置關系及運行變化規律，是模擬和制作圖形的“利劍”。本文主要通過對比單純竇性心律、PAF、持續性AF的Lorenz散點圖形態，尋找Lorenz散點圖定性診斷PAF的指征，應用幾何畫板軟件模擬并驗證。

1　資料與方法

1.1臨床資料入組標準：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持續時間<24 h；持續性AF組：無竇性心律，AF持續時間≥24 h。從我院2004—2012年10 900例患者的AECG數據中選擇符合上述標準的受試者，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數據的Lorenz散點圖，觀察3組受試者的Lorenz散點圖形態特征。根據景永明等[3]的研究，應用幾何畫板軟件的跟蹤軌跡與函數功能，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M、N的縱坐標做點P，按線性關系調節參數a、b大小及M、N兩點的相位差，追蹤P點軌跡，模擬3組的散點圖并總結其形成機制。

1.3統計學方法采用SPSS 17.0統計軟件進行分析，性別的比較采用χ2檢驗；年齡以中位數(四分位間距)〔M(QR)〕表示，采用Kruskal-WallisH檢驗；以P<0.05為差異有統計學意義。

2　結果

2.1一般資料比較PAF組男性多于女性(P<0.05)；持續性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散點圖，B模擬圖

圖1竇性心律組心電圖的Lorenz散點圖和模擬圖

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

2.2Lorenz散點圖圖形比較(1)竇性心律組心電圖的Lorenz散點圖呈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組在靠近原點區域均表現為“扇形”，“扇形”尖端指向原點，對稱軸為45°線，其45°線上均存在致密“一分布圖形”(見圖2A)。(3)持續性AF組均表現為沿45°線對稱分布的“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調節幾何畫板軟件中參數及M、N兩點相位差大小，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，其表現為持續性AF和PAF兩種類型，且PAF多為持續性AF的前驅表現。以往應用長程AECG分析PAF的過程費時費力，且易漏診。而應用Lorenz散點圖不僅能對長程心電數據進行宏觀定性分析，還能簡化分析過程[4]。

Lorenz散點圖反映了RR間期的動態變化規律，同一性質的心律有相似的RR間期關系，具有共性圖形；不同性質的心律有不同的RR間期關系，具有圖形差異。本研究顯示，竇性心律時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，因此散點總是圍繞45°直線分布，呈“棒球拍”狀，靠近坐標原點一端窄小，代表心率較快、RR間期短；遠離原點一端寬大，代表心率較慢、RR間期長[5]。當心率變化范圍較大時，最長和最短的RR間期差異大，“棒球拍”較長，反之則短。持續性AF時前后相鄰RR間期絕對不一致，心房波頻率為350～600次/min，當快速的心房激動猶如千軍萬馬般要過房室結這支“獨木橋”時，因為房室結不應期的存在，部分激動不能通過房室結，其中能以最快速度通過者就是位于“界線”上的散點[6]，故AF看似隨機的散點被限制在坐標系一定區域內，Lorenz散點圖為“扇形”，其邊界為房室結功能不應期。“扇形”的分布范圍取決于房室結的功能狀態，當房室結功能不應期延長時心率減慢，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上出現突發突止的AF，既有整齊的竇性心律，又有節律絕對不齊的AF。當AF發生時，各心搏屬于異位心律，RR間期絕對不齊，其間無一定關聯，各心搏點呈散在分布，又因房室結制約作用，各心搏點反映在Lorenz散點圖上呈“扇形”分布，而不會越過“扇形”邊界；當異位心律轉為竇性心律后，前后RR間期又變勻齊，散點又回歸到坐標系45°線。因此，PAF的Lorenz散點圖既有靠近原點一端的“扇形”表現，又有45°線上致密“一分布圖形”。在一定范圍內，數據越大，圖形越清晰，可信度越高[7]，由于PAF中AF持續時間不同，當竇性心律占主導時，以45°線上致密“一分布圖形”為主，AF較為稀疏的Lorenz散點散在分布于“扇形”界限內；當AF節律占主導時，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和持續性AF患者的年齡逐漸增大，可能隨著年齡增長器質性心臟病發生率增高。PAF組男性明顯多于女性，提示男性更易出現PAF，在臨床中應多加關注。

注：A散點圖，B模擬圖

圖2PAF組心電圖的Lorenz散點圖和模擬圖

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

注：A散點圖，B模擬圖

圖3持續性AF組心電圖的散點圖和模擬圖

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

應用幾何畫板軟件模擬心電Lorenz散點圖，可以深刻理解散點圖的成圖原理，認識竇性心律、PAF及持續性AF的Lorenz散點圖特征，了解其意義。通過模擬Lorenz散點圖與實際Lorenz散點圖的對比分析，可以快速排除偽差，加快AECG的分析過程[8]。Lorenz散點圖為宏觀上了解人體心律變化的規律提供了便利，根據這一典型形態特征可以直觀、快速、定性的診斷PAF，提高PAF的確診率，為臨床診治服務。

1何曼莉，周春燕.陣發性心房纖顫患者發病原因及動態心電圖分析[J].實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散點圖的鑒別診斷[J].中國循環雜志，2006,21(8增):230-232.

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

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

5向晉濤.心電散點圖表達的心臟電生理現象[J].臨床心電學雜志，2012,21(1):6-10.

6李方潔，向晉濤.心電散點圖呈現的房室結功能不應期及對寬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.