Poincaré散点图及时间RR间期散点图在房颤评估中的应用

魏哲 焦华琛 李运伦

心房颤动(房颤)是临床常见的心律失常。据报道，亚洲及中国人群房颤患病率为0.2%～7.9%，发病率为每年0.5‰～1.4‰[1-6]。60岁以下患病率约为1%，75～84岁的患病率可上升至12%，80岁以上可超过1/3[7]。西方人群房颤患病率及发病率分别为每年0.5%～7.5%及0.17%～0.37%，明显高于中国人群，这可能与西方人群进行房颤筛查有关。

心电散点图是一种非线性技术方法，主要包括Poincaré散点图、时间RR(t-RR) 间期散点图和差值散点图，适用于分析具有海量心电数据的24 h动态心电图[8-10]。心电散点图在大量心电数据分析方面有着传统心电检测方法所没有的优势[11]，其既简化了动态心电图的分析过程，也强化了其诊断与鉴别诊断功能，使心律失常的诊断更为快捷准确。本文重点讨论Poincaré散点图及时间RR间期散点图在房颤诊断及鉴别诊断中的应用，及Poincaré散点图在临床评估房颤的自主神经类型方面的作用。散点图可根据散点图图形以及心率变异性的变化，对房颤自主神经类型进行分类，根据交感性房颤与迷走性房颤的不同类型特点，有目的性地选择用药。

1 心电散点图基本原理

1.1 Poincaré散点图

Poincaré散点图是以混沌学说的主要创始人Jules.Henri.Poincaré及E.N.Lorenz的姓氏而命名的[11]，也可称为Lorenz散点图。Poincaré散点图是利用计算机自动测量 RR间期[12-14]，以前后相邻的两个心脏搏动的RR间期分别为 X轴、Y轴，绘制成一点，如此连续绘制，即形成心电散点图[15]。Poincaré散点图是以“混沌吸引子”理论为基本原理，即同一系统包含相同性质的心律，其包含的RR间期的序列特点类似，从而会集合成同一“吸引子”；而不同系统则包含有不同种类的心律，其包含的RR间期则具有其各自不同的序列特点，从而分别形成不同的“吸引子”[16]。不同类型的心律有不同的Poincaré散点图图形[17]，反之，根据不同的散点图图形也可以快速判断出心律的性质。如多数正常人的Poincaré散点图为棒球拍形，其沿45°线分布，棒球拍尖端靠近坐标系原点，粗端远离原点[18]。

1.2 时间RR间期散点图

时间RR间期散点图可弥补Poincaré散点图没有时间概念的不足，它是以RR间期为纵坐标，以RR间期发生的时间为横坐标，在二维直角坐标系中描述的一段时间关于RR间期构成的图形[19]。其横坐标高度压缩在一个可视的视野中，表现为一条实线，不同RR间期的心律分层不同，通过对分层的分析，可明确心律的性质。临床上，时间散点图常结合散点的逆向技术及Poincaré散点图来判断复杂的心律失常。

1.3 散点图数据要求

散点图主要适用于有大量心电数据资料的分析[20]，因此散点图常应用于12导联动态心电图。数据应以人机对话为主要采集方式,需要剔除伪差和干扰。

2 Poincaré散点图在房颤诊断及鉴别诊断中的应用

2.1 持续性房颤诊断

持续性房颤的散点图为单一的扇形[21]，沿45°线对称分布，其扇形的边界与坐标轴保持一定的角度与距离，代表动态房室结功能不应期[22]。少数研究发现持续性房颤散点图图形多呈现更复杂的形状[23]。时间RR间期散点图呈宽幅条带状，其条带的上缘无明显边界，呈毛刺状，而下缘整齐[24]。

2.2 阵发性房颤诊断

阵发性房颤的散点图图形为扇形与棒球形共存，两种图形可有局部重合，也可全部重合。扇形散点图[25]多位于对角线近坐标原点区域，棒球拍图形位于对角线的远离坐标原点部分。也有见扇形与棒球拍形部分分离[26]，即扇形的远端与棒球拍形的近端重叠；扇形与棒球拍形完全重叠。少数研究发现阵发性房颤的Poincaré散点图图形多呈现为鱼雷状以及短棒状[27]。阵发性房颤的时间RR间期散点图包括两部分，窦性心律部分和房颤部分，窦性心律部分时间散点图无分层，呈宽窄不一的“致密绳状”，且上下边缘有毛刺状；房颤部分时间散点图呈下部致密、上部稀疏的“增宽的条带状”，条带下缘清晰整齐，有界限[24]。

2.3 房颤伴早搏诊断

房颤患者合并不同心律失常表现出不同散点图形。陈全福等[28]分析567例阵发性房颤患者的散点图发现，房颤伴频发的室上性早搏的散点图为类似于“伞形”的图形；房颤合并较多的室性早搏时的散点图为“多分布型”图形；李惠荣等[29]发现房颤伴室性早搏的散点图为扇形下方有一条与横坐标平行的线性图形；亦有少数房颤伴室性早搏的散点图为单一扇形[30]。临床上，房颤伴室性早搏与房颤伴室内差异性传导常难以鉴别，根据散点图，可对两者快速鉴别诊断。房颤伴室性早搏的时间RR间期散点图为房颤散点图的下缘边界下有一条平行于时间横轴的线段，呈间断性[31]。

2.4 房颤伴室内差异性传导诊断

房颤伴室内差异性传导的散点图为扇形图形下方有一条与其完全重合或在其上方有一条完全与其平行的线条[29]。

2.5 房颤伴交界区性逸搏诊断

房颤伴交界区性逸搏的散点图多为扇形远端边缘被“曲尺”切成平直状，以及45°线远端细棒状图形[30]。其时间RR间期散点图与房颤不同，房颤伴交界性逸搏的时间RR间期散点图有明显的上界，且上界整齐[32]。

2.6 房颤伴预激综合征诊断

房颤伴预激综合征的散点图图形均为单一分布的扇形，扇形底边与X轴平行[33]。

2.7 房颤伴心房扑动诊断

520例患者的散点图发现[34]，房颤合并心房扑动的散点图图形为扇形中隐约可见格子分布，即有房颤和心房扑动双重散点图特征；房颤伴心房扑动的时间RR间期散点图形为宽幅条带中有较明显的散点分层现象，宽幅条带要平行于X轴。同时，还能根据散点图RR间期变化规律鉴别房颤、心房扑动或房颤伴心房扑动。

2.8 房颤伴阵发性室性心动过速诊断

房颤伴室性心动过速散点图图形为扇形外45°线近端有小圆形稳态吸引子图形及平行于X、Y轴的线状非稳态吸引子图形[35]。

2.9 房颤伴房室阻滞诊断

房颤伴三度房室阻滞散点图图形呈类似菱形[36]。房颤伴二度房室阻滞的时间RR间期散点图图形有明显上界，下界呈“点状或云雾状”[37]。

2.10 房颤伴双径路诊断

房颤伴双径路(包括旁路) 散点图图形为两个扇形，两者可能完全分离，即各自的顶点和边界不同，两者可能部分重叠在一起，其中，通过快径路形成的扇形在45°线近原点端，且边界散开角度较大；通过慢径路形成的扇形在45°线远离原点端，且扇形边界夹角较小，顶点淹没于快径路扇形中，需要通过边界延长线相交来确认[38]。

3 评价房颤自主神经功能状态

研究发现，自主神经系统在房颤的发生中起重要作用，心率变异性是指心电图中的RR变异性[39]，它可以反映交感神经活性与迷走神经活性及紧张性、平衡性，是一项评价心脏自主神经系统活动的方法，Poincaré散点图是研究心率变异性的一种重要的非线性分析方法，分为定性分析和定量分析。左明[40]以定性分析方法，根据Poincaré散点图的图形将房颤分为蜘蛛痣形房颤、椭圆形房颤、椭圆+蜘蛛痣形房颤和其他形房颤，并对各组进行心率变异性分析，得出蜘蛛痣形房颤为交感神经介导性房颤，椭圆形+蜘蛛痣形房颤、椭圆形房颤及其他形房颤为迷走神经介导性房颤。定量分析指标包括矢量角度指数(VIA)和矢量长度指数(VIL)，VIA是指Piocnaré散点图沿45°方向散开的程度，VIL是指Piocnaré散点图沿45°方向延伸的长度。杨永丽[41]研究20例阵发性房颤患者，发现随着定量分析指标VIA、VIL的增加，心迷走指数增加，心交感指数降低，说明其迷走神经张力增高。

4 评价与展望

心电散点图是以RR间期为研究对象，所有心律失常都有其特定的RR间期变化模式，形成不同的散点图图形，从而确定了心电散点图在心律失常诊断中的可行性和可靠性。Poincaré散点图能更快更直观地对房颤、早搏、阵发性异位心动过速、逸搏心律等心律失常作出快速诊断，同时对并行心律及宽QRS波作出鉴别诊断。但是Poincaré散点图没有标识心脏节律出现的时间，从而缺少心脏节律与时间的相关性，而时间散点图能够弥补此不足。但当有较复杂的心律失常出现的时候，不同节律的心电散点集在Poincaré散点图中可能出现部分重合甚至完全重合，从而影响对心律失常的诊断，因此，多种散点图及其逆向技术结合起来综合分析，能够高效处理海量心电数据，提高诊断的速度及准确性；在快速诊断心律失常方面具有较好的临床应用价值。

散点图的作图和分析主要用动态心电图分析仪中的专用软件来完成，因此散点图的推广及应用与专用软件的应用和创新息息相关。同时，由于现在心电散点图主要用于心电工作者对动态心电图的诊断，临床医生对其知之甚少，今后应以加强临床医生对心电散点图的了解与使用为主要任务,只有将训练有素的医生与强大的软件功能结合起来，才能使心电散点图得到更长足的发展。