Lorenz散点图在心房颤动诊断中的应用体会

程陶玲，张永军，叶 艇，鲁其乐，徐 舒，俞 武，袁永杰

(皖南医学院第一附属医院 弋矶山医院 电生理科，安徽 芜湖 241001)

心房颤动简称房颤，是一种随年龄增长而发生率增加的临床常见心律失常，诊断通常需心电图或其他心电记录提供依据，动态心电图可以提高短阵房颤及无症状性房颤的检出并帮助制定治疗方案和评价治疗效果[1]，但因为记录了患者24 h心电变化，数据量大，分析时耗时长，而Lorenz散点图是指采用非线性图形分析方法描记患者动态心电图上连续长时程RR间期序列，它以非线性的技术方法去处理海量的动态心电图数据，成为快速分析动态心电图的一种高效工具[2]，本文对房颤患者Lorenz散点图图形特征进行观察，并结合时间散点图和逆向技术进行分析，探讨Lorenz散点图在快速诊断房颤中的应用价值。

1 资料与方法

1．1 一般临床资料 收集2018年10月～2019年3月在我科行动态心电图检查诊断为房颤的患者226例，男120例，女106例，年龄27～92岁，平均(70.9±8.69)岁，60岁以上201例；其中阵发性房颤26例，持续性房颤200例(包括单纯性房颤120例，合并室早等其他心律失常80例)。

1.2 检测仪器和方法 美国MDS 12导联动态心电图进行24 h监测，连续记录患者日常生活状态下的心电图，排除伪差和干扰后记录有效时间大于22 h，专人操作回放并结合监测日志进行分析，监测记录包括患者起床、睡眠、进餐、工作、休息及激动状态下发生的事件，如心悸、气短、乏力、劳累、眩晕等不适状况出现和持续的时间，利用动态心电分析系统中自带制图软件提取RR间期自动制作Lorenz散点图，并结合时间散点图和逆向技术进行分析诊断。Lorenz散点图制图原理是以直角坐标系第一象限中任意RR间期为X值，随后的RR间期为Y值连续追踪作图生成，所有散点均表达于同一象限中[3]。

1.3 房颤的分类和心电图特征 按照房颤发作频率和持续的时间可以将房颤分为阵发性房颤(paroxysmal Af)、持续性房颤(persistent Af)和永久性房颤(permanent Af)三类，诊断以动态心电图检查为依据。房颤的心电图特征表现为[4]：①P波消失，代之以一系列形态、波幅不等的f 波，在V1导联波幅最大最清晰，频率350～600次/分钟；② RR间期绝对不规则，平均心室率多在60～180次/分钟；③QRS波形正常，长-短周期后可伴有心室内差异性传导或蝉联现象，需与室性早搏或短阵型室性心动过速相鉴别。

1.4 房颤Lorenz散点图形态特征及诊断要点 由于心肌不同心电性质导致Lorenz散点图具有不同图形特征，正常窦性心律的Lorenz散点图位于45°线上呈纵向分布，为只有一个子图、单一分布的棒球拍形，近窄远宽，随总体心率的快慢棒球拍可移向近端或远端[5]。房颤的Lorenz散点图是在二维坐标系中由散点组成的扇形，这些散点看起来杂乱无章，但却都被限制在扇形区域内，将这些散点限制在扇形中的因素是动态房室结不应期(AVNFRP)，扇形在图中的位置取决于其AVNFRP和最慢心率，AVNFRP越短、心率越快，扇形位置越靠近近端。阵发性房颤是在窦性心律基础上发生的单次或多次房颤，散点图表现为窦性心律的棒球拍形和房颤的扇形两种图形共存。房颤伴室早和房颤伴差异性传导散点图相似，均表现为在扇形外的线状图形，线条也可重叠于扇形之中而表现为单一扇形[3]。

1.5 统计学方法 采用SPSS 18.0统计学软件对数据进行分析。计量资料以均数±标准差表示，多组间比较采用F检验，多组间两两比较采用q检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

本组呈单纯扇形120例(图1)，26例表现为扇形与棒球拍形共存，6例两种图形完全分离，占比23.07%；15例部分重叠，占比57.70%；5例棒球拍形落入扇形呈完全重叠，占比19.23%(图2)；扇形下方平行于横坐标的线状图形42例，线条重叠于扇形之中的单一扇形16例，其他图形22例。结合时间散点图及逆向分析技术可快速准确诊断阵发性房颤(图3)，对24 h动态心电图中复杂的难以区分的多种形态宽大畸形QRS波群也能快速准确区分(图4、表1)。阵发性房颤与持续性房颤组间B线斜率差异无统计学意义(P>0.05)，见表2；房颤伴差异性传导组B线斜率大于房颤伴室早组，差异有统计学意义(P<0.05)，见表3。

表1 房颤散点图和动态心电图比较[n(%)]

动态心电图(n=226)心电散点图(n=226)房颤伴室早64(28.32) 66(29.20)房颤伴差异性传导8(3.54)10(4.42)

表2 阵发性房颤与持续性房颤的B线斜率比较

组别nB线斜率tP阵发性房颤260.604±0.083持续性房颤2000.566±0.1920.9960.321

图1 单纯性房颤散点图

图2 阵发性房颤散点图

图3 阵发性房颤时间散点图及逆向分析界面

图4 房颤伴室早散点图逆向分析界面

表3 房颤伴差异性传导与房颤伴室早的B线斜率比较

组别nB线斜率tP房颤伴差异性传导100.209±0.018房颤伴室早660.069±0.0894.9320.000

3 讨论

Lorenz散点图采用非线性的描记方法去分析心律失常，它以“混沌吸引子”为基本原理，同一性质心律聚集成相同的“吸引子”表现为共性的图形，不同性质的心律因具有不同的RR间期而分属于不同系统，聚集成不同的“吸引子”，形成各自独特的散点图形，这种特异性的散点图形可以反推其RR间期序列特点，分析其所代表的心律，从而快速对常见心律失常进行定性诊断[6]。

房颤时由于RR间期绝对不等且限于AVNFRP，使得心房激动只有部分顺传心室，形成一系列最短RR间期，构成扇形的边缘线即AVNFRP，AVNFRP将看似随机分布的散点限制在扇形中，呈现为沿45°线对称分布的特征性的扇形图形。持续性房颤和阵发性房颤的Lorenz散点图均表现为以扇形为基础的图形，两种图形因起源相同而具有相似的B线斜率，B线斜率反映了心搏起源，是心律失常诊断中除子图数目、图形形态、图形位置以外最重要的四要素之一，不同心搏起源心律失常B线斜率有不同的集中趋势，室性早搏时B线斜率趋向于0而室上性早搏时B线斜率远离0但小于1，本组研究发现，阵发性房颤和持续性房颤B线斜率差异无统计学意义(P>0.05)，但房颤伴室早与房颤伴差异性传导B线斜率相比差异有统计学意义(P<0.05),与龙佑玲等报道的研究结果一致[7]。

同源性心律的散点图图形特征表现为沿45°等速线分布的吸引子，心律起源一旦发生变化就会有新的吸引子产生，形成含有多个子图的多分布图形，子图可以相互远离或重叠，取决于RR间期变化的程度，这种同质不同源的吸引子分布在加速区和减速区的不同位置而非45°等速线上。阵发性房颤的散点图包含房颤的扇形图形和窦性心律的棒球拍形两种图形，心率越快扇形尖端越接近近端原点，心率差异越大，扇形区域越大，因此在散点图上表现为扇形和棒球拍形完全分离、部分重叠和完全重叠图形三种图形[8]，也有学者根据 Lorenz散点图的形态特征将其分为扇形、伞形、蘑菇形、感叹号形及多分布形5种类型，以伞形最多见，感叹号形最少[9]。本组研究发现26例阵发性房颤中6例两种图形完全分离，占比23.07%；15例部分重叠，占比57.70%；5例棒球拍形落入扇形呈完全重叠，占比19.23%，以部分重叠图形最为常见。阵发性房颤的散点图特征与房颤发作负荷量有关，当房颤发生负荷量达到一定数量时就会有足够的散点形成扇形特征，随散点增多扇形特征越明显。当房颤发作时间长，发作时心率远大于窦性心率，变化幅度大，导致窦性心律全部重叠在扇形区域，容易误诊为持续性房颤，需进一步结合时间散点图和逆向技术进行鉴别[9-10]。本组5例阵发性房颤患者图形表现为单一扇形，利用时间散点图可以发现其时间散点图中的房颤散点集和房颤发作时的起始时间，选中后在逆向分析界面就会清晰显示此区域的心电图片段，达到快速准确诊断。

房颤时的多分布形包含多个子图，每个子图代表一个独立吸引子，代表着不同心律，窦性心律和房颤散点分布在45°等速线上，加速区和减速区的其他位置分布着其他散点，分析时要先分析主要的吸引子，再结合时间散点图和逆向技术进行分析。时间散点图是按照时间顺序记录 RR 间期变化的散点趋势图,可以根据散点的密集程度和不同分层选取 24 h 趋势图中1 h散点图进行放大来判断心律性质，本组研究发现Lorenz散点图对房颤伴有宽QRS波群的室早与室内差异性传导的诊断与动态心电图相比虽无统计学差异，但这两种不同起源的心律图形特征在散点图上不同，因此可以做到快速鉴别，结合时间散点图上出现的分层现象，对1 h散点图中代表阵发性房颤散点的红点前后早搏三分层运用逆向技术回放相对应的实时放大心电图片段，房颤伴室早诊断结果清晰可见。

综上所述，心电散点图利用非线性混沌方法学对长时程大样本数据进行分析，从相互关联的海量数据中能够发现隐含规律并提取出传统方法所无法获得的有用信息，结合时间散点图和逆向技术进行分析，能够快速地对房颤等异位心律进行准确诊断，在临床上具有较好的应用价值。