中国北方健康成年人心电图心率范围探讨*

刘俊 杨啸林 王茜 杨红 朱广瑾 梁振士 方丕华

心率是评估生命体征的基本数据之一。长期以来正常成年人心率正常范围定义为60～100次/分。然而,该数据结果不仅来源于国外人群资料,而且存在较大争议[1]。吴杰等[1-2]和Chen等[3]分别对武汉和台北人群的心电参数研究发现心率诊断标准存在明显的性别和年龄差异。另外,由于北方人群心血管病发病率明显高于南方,因此有必要对北方成年人的心率范围进行深入研究。本研究资料来源于中国北方成年人标准12导联心电图数据库,拟通过分析心率正常范围及其年龄和性别的差异,进而为制定临床心率正常范围提供依据。

1 资料与方法

1.1研究对象 本研究对象为出生、生活和工作均在中国北方且年龄≥18岁。研究对象既往没有罹患任何疾病、常见心脏疾病主诉的症状和体格检查、影响心脏功能或心电图形态的其他理化因素。样本采集采用整群、分层、随机抽样的方法进行抽样。在东北、华北和西北各一省(黑龙江、内蒙古和宁夏),每省选取4个城市或农村(郊区):省会城市城区、地级市、省会城市郊区(或农村)、县或县级市(农村)。2005年9月至2011年12月期间共采集1991例健康成年人的心电图,其中8例患者心电图经人工判定为心电图质量差而舍弃,最终有1983例患者纳入研究。

1.2分组 按年龄分为6个段,依次为<30岁、30～39岁、40～49岁、50～59岁、60～69岁、≥70岁。

1.3心电图采集 心电图采集均在上午进行,采集前均需安静休息10 min以上。采用Philips Trim II心电图机进行心电图采集。滤波设置为0.5～150 Hz,采样频率为500 Hz。

1.4心电图诊断和测量 采用自动判读和人工判读相结合的方法。自动判读由PH080A系统进行参数自动分析和导出。计算每例患者10 s内心电图记录的窦性心律QRS波间期,取其平均值作为心率测量值。人工判读时先将心电图信号采用支持xml格式输出并转换为sag格式阅读。参数异常的心电图进一步采用Inkscape软件进行人工校对。人工判读由3位医生(心电图专业医生、心内科医生和心律失常专科医生)分别独立完成,不一致结果经共同讨论后确定诊断。

2 结果

2.1心电图质量分析 每份心电图心电参数分析基于平均(11.3±1.9)次心搏,占所有记录心搏的99.3%±3.8%。

2.2人群分布 黑龙江678例(34.2%),其中男性297例(43.8%);宁夏505例(25.5%),其中男性280例(55.5%);内蒙古800例(40.3%),其中男性383例(47.9%)。

2.3心率值特征 图1显示研究对象的心率与年龄分布散点图。平均心率为(70.8±11.3)次/分,中位数69次/分,2%分位数52次/分,98%分位数99次/分,最低心率54次/分,最高心率112次/分。其中19例(0.96%)心率<50次/分,77例(3.88%)心率<55次/分,269例(13.57%)心率<60次/分,116例(5.85%)心率>90次/分,66例(3.33%)心率>95次/分,31例(1.56%)心率>100次/分。

2.4心率范围的年龄和性别差异 男性心率范围为68(51, 99)次/分,女性心率范围为71(54,99)次/分。男性平均心率低于女性[(68.2±13.1)次/分 vs (73.5±8.3)次/分,P=0.038 6]。在<30岁、40～49岁、60～69岁和≥70岁年龄段女性平均心率高于男性(P值分别为0.038 6、0.000 5、0.000 8、0.196), 30～39岁和50～59岁段男性和女性心率相似。详见附表1。

2.5心率低于60次/分的频数和比例分布 174例(18.13%)男性心率<60次/分,而女性为95例(9.29%)。总体上,随着年龄的增加心率<60次/分的人数绝对数量逐渐增加,但相对比例稳定在11%～17%,且在30岁后逐渐下降趋势(图2)。在各个年龄段男性的发生率其比例明显高于女性。男性随着年龄的增加发生率逐渐下降,女性则先随着年龄的增加发生率逐渐上升,在50～59岁年龄组达到最高峰,在60岁以后逐渐下降。

图1 正常人群不同年龄心率散点图及2%、50%、98%分位数拟合曲线

年龄组男性(n=960) 例数 心率值 女性(n=1023) 例数 心率值 合计(n=1983) 例数 心率值 P值≤30岁3265(54，101)4074(58，95)7270(54，107)0．038630～39岁10168(50，99)9270(55，94)19369(52，95)0．224340～49岁18467(51，91)20070(56，94)38469(53，94)0．000550～59岁23868(48，97)25969(50，97)49769(50，97)0．917060～69岁24469(51，100)28272(54，106)52671(51，101)0．0008≥70岁16169(52，106)15073(56，101)31171(53，101)0．0196合计96068(51，99)102371(54，99)198369(55，101)0．0205

图2 不同年龄段男性和女性心率小于60次/分(左)或55次/分(中)或50次/分(右)的频数和比例分布

2.6心率低于55次/分的频数和比例分布 55例(5.73%)男性心率<55次/分,而女性为22例(2.15%)。总体上,随着年龄的增加心率<55次/分的人数绝对值逐渐增加,但相对比例在2%～5%之间,且在50～59岁以前逐渐上升,之后则呈逐渐下降趋势。在各个年龄组男性的发生率明显高于女性,男性发生率在4.3%～7.6%之间,女性中其比例均≤4.6%。男性随着年龄的增加发生率逐渐下降,女性则先随着年龄的增加发生率逐渐上升,在50～59岁年龄组达到最高峰,之后逐渐下降(图2)。

2.7心率低于50次/分的频数和比例分布 13例(1.35%)男性心率<50次/分,而女性为6例(0.59%)。总体上,随着年龄的增加心率<55次/分的人数绝对值逐渐增加,但相对比例均<2%,且在50～59岁以前逐渐上升,之后则呈逐渐下降趋势。在各个年龄组男性的发生率明显高于女性,男性均≤2.5%,女性均≤1.6%。男性和女性均先随年龄的增加发生率逐渐上升,在50～59岁年龄组达到最高峰,之后逐渐下降(图2)。

2.8心率高于90次/分的频数和比例分布 心率>90次/分的发生率为5.9%，男性52例(5.4%),女性64例(6.3%)。随着年龄的增加心率>90次/分的人数绝对值逐渐增加,但相对比例呈现先降后升趋势。除了<30岁和50～59岁年龄段,其他年龄组男性的发生率均低于于女性(图3)。

图3 不同年龄段男性和女性心率大于90次/分(左)或95次/分(中)或100次/分(右)的频数和比例分布

2.9心率高于95次/分的频数和比例分布 心率>95次/分的发生率为3.3%，男性30例(3.1%),女性36例(3.5%)。随着年龄的增加心率>95次/分的人数绝对值逐渐增加,但相对比例呈现先降后升趋势。40～69岁年龄段之前男性的发生率均高于于女性,之后男性发生率低于女性(图3)。

2.10心率高于100次/分的频数和比例分布 心率>100次/分的发生率为1.6%，男性16例(1.7%),女性15例(1.5%)。随着年龄的增加心率>100次/分的人数绝对值逐渐增加,但相对比例则先降后升。除了<30岁之外,男性的发生率与女性没有明显差异,均低于3.5%(图3)。

3 讨论

国际标准化心电图建议[5]中将成年人的心率正常范围确定为60～100次/分。然而,心率正常范围受到国家、民族、地域、性别、年龄等因素影响。已有多个研究[1-3]证实采用上述标准并不恰当。吴杰等[1]对我国中部地区人群结果显示上限值设为95次/分,下限值男性设置为55次/分,而女性在55岁之前为55次/分,55岁之后设为50次/分。本研究显示北方成年人心率范围在52～99次/分。因此,考虑到临床应用方便建议采用50～100次/分则较为方便,这也与窦房结冲动频率相一致[5]。

性别和年龄对心率正常值范围有影响。吴杰等[1]研究显示心率上限值随着年龄增加先降低,至50岁以后又再次升高;而下限值男性较稳定,女性波动较大。本研究结果亦发现女性的平均心率值较男性高,主要体现在在≤30岁、40～49岁、60～69岁和≥70岁段;上限值范围男性和女性没有明显差异,而下限值男性均低于女性。

正常人群心率下限值一直存在争议。这是因为低于下限值的人群可因诊断为窦性心动过缓进而需要起搏器植入等临床干预。吴杰等[1-2]研究发现15%的成年人心率低于60次/分,其中男性发生率为18%,女性发生率为9%;该部分人群数量随着年龄的增加逐渐增加。本研究结果亦显示13.57%北方成年人心率低于60次/分,男性的发生率高于女性。然而,本研究也发现尽管该部分人群的数量随着年龄的增加而增加,但发生率却逐渐下降。这意味着年青人更容易因心率低于60次/分被诊断为窦性心动过缓,而随着年龄增加该比例逐渐下降。本研究结果发现,如果将心率下限值定义为60次/分,则男性患者各个年龄段发生率均超过10%,而>30岁女性患者发生率均超过5%。因此,将心率下限设置为60次/分是不合适的。Packard等[6]对1000例成人的随访研究也发现37.3%成人心率低于60次/分,而10年后仍有6.5%人群低于60次/分。如果将心率下限降至55次/分,男性各个年龄段仍将有超过5%人群被定义为窦性心动过缓,而女性各个年龄段发生率均低于5%。如果将心率下限降至50次/分,则男性各个年龄段发生率均低于2.5%,女性则低于2%。因此,本研究认为将心率下限值男性设置为50次/分,女性设置为55次/分较为适宜。笔者的研究结果与Macfarlane等[7]研究结果相似。

正常人群的上限值通常设置为100次/分。本研究结果显示男性和女性心率的上限98%分位数均为99次/分,3.3%成年人心率>95次/分,仅有1.6%成年人心率>100次/分,30岁以后男性和女性心率>100次/分的发生率没有明显差异。吴杰等[1]对武汉地区人群结果建议设置为95次/分。这可能北方气温较低、北方人基础代谢率和交感神经活性较南方高有关。此外,尽管此作者也观察到心率上限值随着年龄增加出现快慢快的变化规律[1],但本研究发现不同上限值设置对男性和女性的发生率有影响。如果上限设置为95次/分,3.3%成年人将被诊断为窦性心动过速,部分年龄段女性发生率不仅超过5%而且明显高于男性。如果设置上限值为100次/分,男性和女性的发生率均<2%,且大多数年龄段没有明显性别差异。因此,本研究结果认为北方成年人心率上限设置为100次/分比较合理。

综上所述,本研究结果建议将中国北方成年人心率正常范围修改为上限界值100次/分,下限界值50(男)或55(女)次/分。

本研究尚存在以下局限性:30岁以下年轻人心电图采集数量偏少(72例/3.6%)导致年龄段组间分布不平衡,进而引起选择偏倚。研究对象未进行心脏超声检查,不能排除无症状心脏疾病存在。

1 吴杰, Rijnbeek JAKPR, 陆再英, 等. 中国健康人群正常心率范围的调查 [J]. 中华心血管病杂志, 2001, 52

2 Wu J, Kors JA, Rijnbeek PR, et al. Normal limits of the electrocardiogram in Chinese subjects [J]. Int J Cardiol, 2003, 87: 37

3 Chen CY, Chiang BN, Macfarlane PW. Normal limits of the electrocardiogram in a Chinese population [J]. J Electrocardiol, 1989, 22: 1

4 Macffarlane PW,Lawrie TDV. The Normal Electrocardiogram and Vectorcardiogram[M]// Macffarlane PW, Van Oostrerom A, Pahlm O, et al. Comprehensive Electrocardiology. Second Edition. London:Springer-Verlag, 2011: 485-542

5 Surawicz B, Uhley H, Borun R, et al. The quest for optimal electrocardiography. Tast Force I: standardization of terminology and interpretation [J]. Am J Cardiol, 1978, 41: 130

6 Packard JM, Graettinger JS, Graybiel A. Analysis of the electrocardiograms obtained from 1000 young healthy aviators; ten year follow-up [J]. Circulation, 1954, 10: 384

7 Macfarlane PW, McLaughlin SC, Devine B, et al. Effects of age, sex, and race on ECG interval measurements [J]. J Electrocardiol, 1994, 27(Suppl): 14