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武汉大学人民医院 中国中医科学院望 首都医科大学附属北京安贞医院 一般情况下, 24 h的心搏有10万多次, 把这10万多次心搏当作一个整体进行研究, 为心律的整体观。24h RR间期散点图将10万多次心律描述在一个可视的二维坐标系中, 坐标系中每一个散点由3个R 波, 2个RR 间期决定(前1个RR间期为横坐标, 后1个RR间期为纵坐标) , 每1个点通过后1个RR间期(或后2个R波)与其下一个点发生联系。通过设置理想状态下的7种节律, 可在坐标系中发现这7类心脏节律的散点图分布特征( 或说轨迹), 临床中复杂心律均可用这7类散点的特征加以分析。 RR间期前后相等的点位于坐标系45°线上。前短、后长的散点位于45°线的左上三角区, 心率趋向于减慢; 而RR间期前长、后短的散点位于45°线右下三角区, 心率趋向于增快。散点越接近原点, 心率越快; 越远离远点, 心率越慢。 RR 间期呈匀加速增、减, 则散点分布于45°线两侧, 且与之平行; 而RR间期变加速增、减, 则散点亦分布在45°线两侧, 并逐渐远离或接近45°线。根据散点图形可以把握心脏整体主导节律, 亦可根据散点图分析对应的心电图; RR 间期散点图可用于评价心率波动、自主神经调节、心率变异; 亦可用于诊断心律失常, 评估疾病预后。 按70次/分的心率计算, 24 h的心搏达100 800次, 100 800次是24 h的整体节律, 心律的整体观就是把100 800次的心搏当成一个整体进行研究, RR间期散点图能将10万多次的节律(心搏) 表达在一个可视的二维坐标系中。此为我们全面、整体地研究心律提供了途径。为了更好地进行有效的研究,首先, 必须弄懂散点图的作图原理及所包含的逻辑; 其次, 是将散点图包含的逻辑与心电图的基本知识相结合应用解释临床现象, 解决临床问题。 1 散点图的作图原理 二维坐标系内的任意一点是由横、纵坐标值确定的, 我们取两个心动周期, 把前1个心动周期长度(m s)定为横坐标、后1个心动周期长度(m s)定为纵坐标, 即可在直角坐标系中确定一点。这样一个点就由3个QRS波( R波)、2个RR间期决定。 我们规定第1个RR间期( R1 R2 )和第2个RR间期( R2 R3 ) ( R1-R2- R3 )为第1个点, 第2个RR间期(R2 R3 )和第3个RR间期(R3R4 ) ( R2- R3- R4 )为第2个点, 依次类推, 从R1 R10作图就可得到8个点, 如图1所示。因此, 每一个点都能通过它所隐含的后2个QRS波( R波) 和后一个RR间期与其下一个点相关联。这样, 如果一位患者24 h有100 800个心搏, 那么散点图点的个数就是100 798个, 所以散点图中点的个数基本上就是心搏数, 每个点在时间上和顺序上都是有序发生的。散点图的有序性应该反映了机体调节和活动的有序性, 因此, 散点图与机体活动在本质上存在有机的统一联系。 2 几种典型心律(心搏)的散点图特征及变化规律[1] 为了弄清散点图的特征, 我们采用从简单到复杂的思维方式, 设定理想状态下的7类心律: 1类: RR 间期长、短交替, 且长、短间期恒定, 类似于室性早搏(简称室早)二联律; 2类: RR间期短, 且恒定, 类似于心动过速; 3类: RR 间期长, 且恒定, 类似于心动过缓; 4类: RR 间期逐波变长, 且每波增长量恒定(如100 m s),类似于平稳减慢的心率; 5类: RR间期逐波变短, 且每波减短量恒定(如100 ms), 类似于平稳增快的心率; 6类: RR间期逐波变长, 变长量逐渐加大, 类似于变加速减慢的心率; 7类:RR间期逐波变短,变短量逐渐加大, 类似于变加速增快的心率。 如图2。根据RR间期作7种心律类型的散点图, 见图3。 1类心律为1与1‘ , 即直视下为两个点, 因长、短RR 间期交替出现且恒定, 故两点实质上是多点的重合, 亦可称运动的轨迹是两个点, 在坐标系45° 线的两侧, 且对称。此类心律对理解室早、房性早搏, 心房颤动(简称房颤)等的散点图有帮助。 2类、3类心律在直视下亦分别为一点, 亦是多点的重合(运动的轨迹是一个点), 因横、纵坐标相等, 这一点位于坐标系45°线上, 此类心律对理解窦性节律, 心动过速、心动过缓的散点图有帮助。 4类、5类心律的散点图为多点, 且分别位于45°线的两侧, 4类因均减速( RR间期逐波增量恒定)位于45°线左上方, 点的连线与45°线平行, 且指向远离原点方向; 5类因均加速( RR间期逐波减量恒定)位于45°线右下方, 点的连线与45°线平行, 且指向原点方向。 同样6类、7类心律亦为多点分布, 分别位于45°线左上、右下两侧, 因变速减速、加速, 点的连线轨迹为曲线, 指向方向与4、5类心律相同; 但不同的是6类逐渐偏离45°线, 7类逐渐接近45°线, 此类散点图对理解传导阻滞或传导改善有帮助。 3 散点图的本质及分析方法 一个散点图由3个QRS波和前后两个相邻的RR间期决定, 反映了心脏节律及相互联系。RR间期前后相等的散点位于坐标系的45°线上, 实际上, RR间期受呼吸的影响和自主神经的调节, 其前后2个间期存在细微的差异, 故其散点沿45°线有规律的呈一定形态的分布, 但偏离不大。RR间期前短、后长的散点位于45°线的左上三角区; RR间期前长、后短的散点位于45°线的右下三角区; 散点越接近于左下角(坐标系的原点), 其RR间期平均值越小, 心率越快; 散点越靠近45°线, 其散点表示的前后RR间期变化值越小。45°线左上三角区域指向RR间期变长, 即心率减慢; 45°线右下三角区域指向RR间期变短, 即心率增快。 根据数学原理和散点图的特性, 运用心电图的一些概念,在散点图的二维坐标系中引入心率标尺和心率均等线, 即可得到如图4的RR间期散点图的分析法示意图。示意图有助于分析散点所在区域内的数学值和逻辑上的关系。心率标尺左上三角为心率的减速区, 标志心率负性调节因素优势, 如迷走神经占优势; 右下三角为心率加速区, 标志心率正性调节因素优势, 如交感神经占优势。散点图沿心率标尺分布的长度(长径), 表示心率快慢的整体分布; 散点图沿心率标尺垂直分布的长度(短径), 表示心率差异(变异)的整体分布。 4 分析散点图的图形 4. 1 从图形把握整体主导节律 散点图图形变异较大, 不同个体、不同疾病、不同心律都有不同。应用散点图的基本原理和分析方法, 可对不同图形进行深入分析。列举图5, 6说明如下。 如图5散点图有4类心律形状分布的散点图。 1, 1‘系窦性节律和室性早搏节律, 分别与纵、横轴平行。1或1‘的长径与坐标轴的距离为室早的联律间期, 1或1‘的宽度为室早联律间期的变异差值范围, 1或1‘的长度为窦性心律变异的差值范围。 2为RR间期逐渐变长(心率变慢)节律, 提示可能有传导阻滞。 3是沿45° 线分布的窦性节律(呈棒状)。 4是覆盖在3右上部的扇形散点图, 提示房颤节律。 如图6, 有4种形态的散点图分布; 呈45线分布的为1, 4。说明1, 4的节律相对规整。1的节律是4节律的2倍; 2与3是关于45° 线对称的图形, 提示是一种类型的节律(是一对偶联图 形)为快、慢节律规律的交替。结合心电学知识, 推测为心房扑动(简称房扑)节律的散点图。1为房扑2：1 传导; 2, 3为2 ：1与4：1交替传导; 4为4 ：1 传导。右边的心电图为散点图所对应的心律, 证实了从散点图形推断的心律正确。 4. 2 从局部散点分析相对应的心电图 从理论上讲, 既然一个散点对应于3个QRS波和2个RR 间期, 那么在不了解散点图中某处散点或某个散点的节律特征或散点是什么节律时, 我们可以从散点追溯相对应的心电图节律。从心电图上, 我们就能诊断该点的节律。 现代计算机技术, 不仅能使万计的RR间期描绘成散点图的形成, 而且还能从散点图中的散点找到所对应的心电图或一段心电图, 此为我们从心律至散点, 再从散点至心电图研究和分析提供了便利。对于心脏整体节律, 我们可以看散点图的形状, 而对于有意义的或奇异的散点, 我们追溯散点相对应的心电图, 分析心电图, 明确诊断。如图7, 箭头所指的3处散点, 经过计算机追溯就得到了3处相应的特征心电图。这样, 散点图既能帮助我们了解整体节律特征, 又能分析某个时段或局部的心脏节律特征。散点图与心电图的结合, 可能是将来心电研究的一个重要方向。
5 散点图的临床应用 根据散点图的制作原理和所含的逻辑基础, 将其与现代心电学和心脏病学的知识相结合, 散点图应有这些方面的临床应用: 评价心率波动范围( 散点图的位置分布); 评价自主神经调节(长轴); 评价心率变异( 短轴); 诊断心律失常( 散点图的形态); 评估疾病预后( 散点图的特征)。 关于前4个方面的应用很好理解, 并有相应的研究报道, 但有待解决心电与临床的结合研究, 拓展应用范围。下面重点概述散点图在评价疾病预后中的一些研究, 以期启发其在此方面应用的思路。 24 h心脏节律的变化是心脏自适应人体生理、病理需要的结果, 人体生理、病理的发生是人体自适应外环境和内环境的结果, 24 h心律的动态变化的改变, 能间接反映人体的机能状态, 理论上推测24 h心律可视图(散点图) 的整体变化可评价疾病的预后。 1992年W oo 等[ 3] 研究发现, 心力衰竭窦性节律的散点图的几何轨迹较正常复杂, 其对心力衰竭伴发心脏猝死有预测价值。 H natkova等[4] 对637 例急性心肌梗死后存活者的24 h记录的散点图进行量化指标分析, 并与传统心率变异性( HRV) 指标对比研究, 在2年的随访中, 48例发生了心律失常(心脏猝死或持续性的有症状的室性心动过速), 589例没有心肌梗死后心律失常发生, 散点图量化指标预测发生心律失常的灵敏度为30%, 预测准确率为58%; 而传统HRV 指标( SDNN, SDANN )则分别为23%和18%。 Schechtm an等[ 5]对13例婴幼儿猝死综合征( SIDS)患者死前利用散点图观察RR间期的动态变化, 并与13例正常婴幼儿进行对照研究,观察安静状态睡眠时、快速动眼睡眠时和清醒状态下的RR间期变化, 每个RR 间期都绘制成散点图。在每一种情况下, SIDS患者每搏RR间期变化减少, 在高心率状态下, 经基础心率校正后, 两组之间存在差异; 在低心率下, 减少的范围不依赖于基础心率; 在清醒状态下, SIDS患者也表现了心率变化范围窄。表明SIDS患者的自主神经失调导致了心脏的不稳定, 表明自主神经的变化可能影响SIDS的其他重要的生理机能。提示散点图的变化能预测SIDS 猝死。 2004年Ch ishc iki等[6] 对175例房颤患者进行散点图分析, 发现80例有频发室早, 与有固定联律间期的室早或室早之前有规律的RR间期散点的患者相比, 无固定联律间期的室早或室早之前无规律的RR间期散点的患者恶性心律失常的频度高。 H ogue 等[ 7] 通过半定量的散点图分析冠状动脉搭桥术( CABG)后房颤患者发生房颤前20 m in 的RR间期的动态变化, 与18例性别和年龄相匹配的CABG 术后无房颤者相比, 18例( 24次阵发性房颤)患者房颤发作前有19例次心率变慢, 5例次增快; 心率增快和散点图( 熵) 的降低是房颤发生的独立因子。提示半定量散点图的方法是一个有效预测房颤发生的方法。 散点图可用于心力衰竭、心肌梗死、心肌病、遗传性心律失常病等恶性心律失常的预测和评估, 也可用于房颤发生的预测和机理推断。 |
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