慢性心力衰竭是多种心脏病发展的共同结局,在对慢性心力衰竭患者的诊疗中,首先就需要对其心功能状态进行判断。目前最常用的为年纽约心脏病学会(NYHA)提出的心功能分级方案(简称NYHA方案),该方案是从循环功能状态的角度来判断心功能,循环功能又受到交感神经系统和迷走神经系统调节的影响,而24小时RR-Lorenz散点图的特征性分布能够反映交感神经和迷走神经对心脏的调节效应,故本文旨在探讨不同心功能分级患者窦性心律的RR间期心电散点图特征,给临床的心功能分级提供一个全新的判断思路。
1资料与方法
1.1一般资料:资料选自年1月至年6月在我院住院的心脏病患者50例,其中冠心病35例,高血压性心脏病9例,扩张性心肌病6例。年龄45-70岁,平均年龄57.3岁,其中男性22例,女性28例。50例患者按照NYHA分级的I-IV级分成A-D组,A组共8例,男性3例,女性5例,平均年龄55.2岁;B组10例,男性5例,女性5例,平均年龄53.9岁;C组17例,男性7例,女性10例,平均年龄57.9岁;D组15例,男性7例,女性8例,平均年龄62.2岁。四组一般资料均具有可比性(P0.05)。
1.2仪器设备:24小时动态心电图采用杭州百惠公司12导联动态心电分析系统进行采集和分析,然后根据系统自带的Lorenz散点图制作系统,将每份(24h)数据做成RR-Lorenz散点图。
1.3方法:按照NYHA心功能分级标准,将I级日常活动无心功能衰竭症状分为A组,II级日常活动出现心力衰竭症状如呼吸困难、乏力等分为B组,III级低于日常活动出现心力衰竭症状分为C组,IV级在休息时出现心力衰竭症状分为D组,每组的患者均进行24小时动态心电图检查,根据系统自带的Lorenz散点图制作系统,将每份(24h)数据做成RR-Lorenz散点图,剔除窦性节律以外的心律失常,观察24小时全程窦性节律的RR-Lorenz散点图形态学特征。
1.4统计学处理:采用SPSS17.0软件进行统计学处理。计量资料先进行正态性检验,不符合正态分布的计量资料以M表示,组间比较采用U检验。计数资料以构成比表示,组间比较采用卡方检验。采用双侧检验,以P0.05为差异有统计学意义。
2.结果
2.1四组患者的RR-Lorenz散点图特征:通过观察各组的24小时全程RR-Lorenz散点图形态特征,发现A组患者中5例呈“棒球拍型”,3例呈“扩张型”型;B组患者中4例呈“棒球拍型”,5例呈“扩张型”,1例呈“类棒球拍型”;C组患者中1例呈“扩张型”,9例呈“类棒球拍型”,6例呈“粗棒状”,1例呈“短棒状”;D组患者中6例呈“短棒状”,4例呈“收缩型”,3例呈“圆点状”,2例呈“不规则型”,如表1所示。
2.2各种形态RR-Lorenz散点图分布特征:①“棒球拍型”图形特征:位于坐标系的第I象限,长轴沿X轴与Y轴的45°斜线纵向分布,窦性心搏分布于长轴两侧,近0点处呈小头分布,远离0点处呈大头分布。②“扩张型”图形特征:其主要特征是宽轴的宽度增加,尤其是在远离0点的位置,类似一个“膨大的棒球拍”。③“类棒球拍型”图形特征:其长轴分布也是沿X轴与Y轴的45°斜线纵向分布,但是其宽轴在近0点处与远离0点处呈均匀分布。④“粗棒状”图形特征:其宽轴的宽度沿着长轴均匀增粗,近0点处与远离0点处呈一致的增粗改变。⑤“短棒状”图形特征:长轴的长度变短,宽轴在近0点至远离0点之间均无明显增宽。⑥“收缩型”图形特征:图形的纵轴变短,宽轴也相应的缩短,类似于缩小版的“棒球拍”。⑦“圆点状”图形特征:图形位于X轴与Y轴的45°斜线上任一点,无明显长轴与宽轴的区别,形似一个类圆形的点。⑧“不规则型”图形特征:此图形特征虽然也位于X轴与Y轴的45°斜线上,但是呈现不出典型的图形改变。如图1所见。
3.讨论
心力衰竭过程中的电生理改变多种多样,主要取决于原发病,并涉及到离子通道重构,钙离子摄取,细胞外基质重构,疤痕组织出现,交感神经系统和肾素-血管紧张素-醛固酮系统的激活,心脏扩张和拉伸等。大量实验室和临床证据表明心衰伴随着交感神经活性增强和迷走神经活性降低,迷走神经对心脏的调节功能减弱。在心衰时,会导致心排血量减少,反射性引起交感神经兴奋性增加,肾上腺素的过度释放导致肾素-血管紧张素-醛固酮系统的过度激活,导致肾脏水纳潴留及心脏失代偿加重,同时也会刺激肾上腺素分泌儿茶酚胺,当β肾上腺素能受体兴奋时,心率加快,心肌收缩力增强,从而心排量增加。而当心率异常增快时,可反过来导致交感神经系统的激活。当交感神经兴奋时,心肌耗氧量明显增加,同时心肌也将消耗更多的能量,用于在等容收缩期克服舒张末大动脉压力,而使得心脏射血功能能量不足,心肌凋亡和心脏猝死率从而升高。另外,Dunlap等详细观察了心衰时迷走神经对心率的调控,发现与对照组相比,心衰犬完全的毒覃碱受体阻滞(阿托品μg/kg),引起的RR间期缩短效应显著减弱,其次,心衰犬低剂量的阿托品引起的类迷走神经效应也显著减弱,最后,心衰犬右侧迷走神经刺激引起的RR间期缩短效应也减弱,这些均证实了心衰时迷走神经对RR间期的控制减弱。同样,Kinugawa等也发现左室功能不全的早期,就出现迷走神经对心率的调控降低。对心衰患者而言,迷走神经调控的减弱是预后不良的标志。
RR-Lorenz散点图的每一个散点是由相邻两个R-R间期决定的,每一个窦性心律R-R间期是由窦房结自律性和自主神经功能调节的。24小时Lorenz散点图反应了交感神经和迷走神经对心脏的调节效应。许多研究证实,宽轴的长短以迷走神经调节为主,反应快变化过程,与心率变异性指标rMSSN相关;长轴的长短以交感神经调节为主,反应慢变化过程,与心率变异性指标SDANN相关;而面积反应了总体变化,与心率变异性指标SDNN相关;王红宇教授的研究发现,减速区长轴变的斜率与心率减速力正相关,加速区长轴边的斜率与心率减速力呈负相关。自主神经功能失调在室性心律失常和心脏性猝死发生中起重要作用,表现为心率变异性减低。
本研究中,对于心力衰竭按照在目前我国使用最广的NYHA方案进行分级,并按程度的轻重I-IV级相应的分为A-D组,观察每组的24小时窦性心律的RR-Lorenz散点图特征。我们发现:在A组与B组中,分别有5例和4例呈“棒球拍型”,3例和5例呈“扩张型”,B组还有1例呈“类棒球拍型”。A组患者呈“棒球拍型”散点图特征,与正常人窦性心律的散点图形态无异,可能与其处于心功能代偿期,并无心力衰竭体征有关。部分呈“扩张型”散点图特征,其宽轴在远离0点的位置宽度明显增宽,表明迷走神经调节增强,且减速区长轴边斜率增加,加速区长轴边斜率降低,均提示心率减速力增强,预后较好。B组患者的RR-Lorenz散点图特征与A组患者无统计学差异(P0.05)。考虑可能为B组患者虽然有轻度心力衰竭体征,但在休息时并无症状,多数患者自主神经的调节功能并无大的变化。值得注意的是,仍然有1例患者呈“类棒球拍型”,在远离0点的宽度减小,提示迷走神经功能略降低,且减速区长轴边斜率降低,加速区长轴边斜率增加,提示心率减速力降低。考虑该患者虽然分在B组,但是由于NYHA分级的局限性和片面性,可能不太符合患者的具体情况。在C组中,有9例呈“类棒球拍型”,6例呈“粗棒状”,1例呈“扩张型”,1例呈“短棒状”。C组患者的“类棒球拍型”和“粗棒状”图形特征均呈减速区长轴边斜率降低,加速区长轴边斜率增加,提示其心率减速力降低。但是其宽轴的宽度有明显不同,提示迷走神经系统的调节不同,在相同心率下R-R间期的波动也不同,“类棒球拍型”提示迷走神经调节减弱,“粗棒状”提示迷走神经调节增强,考虑虽然在同一心功能分级中,但是两者的心力衰竭的预后还是有区别的,这一现象还需要更多的研究来证实。在D组中,6例呈“短棒状”,4例呈“收缩型”,3例呈“圆点状”,2例呈“不规则型”,四种图形长轴的长度均变短,提示交感神经系统的调节增强,宽轴的宽度也变短,提示迷走神经系统的调节减弱,整个散点图的面积均缩小,提示机体对内外环境的复杂状况适应能力降低,自主神经的调节不足或消失。考虑出现这种图形特征的原因可能是整个心脏传导系统已经出现心电重构异常(如QT间期延长、室性期前收缩、ST-T异常等),或者有严重的器质性心脏病结构重构异常(如心肌梗死、心肌病等)。那么,上游的自主神经功能调节就会出现紊乱、功能重构,出现“短棒状”,“收缩型”,甚至“圆点状”或“不规则型”,导致风险进一步加大。
目前,RR-Lorenz散点图的理论已经比较成熟。我们通过对不同心功能分级患者的窦性心律的RR-Lorenz散点图的观察分析,不同心功能分级患者窦性心律的RR-Lorenz散点图呈现不同的形态学分布,发现是可以通过RR-Lorenz散点图来初步判断患者的心功能状态的,这样就给临床判断患者的心功能提供了一个全新的线索。但是,由于样本量较小,且散点图的图形变化多样,还需要更多的研究来证实。
专家简介
向黎明,医院功能检查科副主任,现任中国心电图会诊中心湖北分中心-中国心电学基地湖北分基地常务委员兼副秘书长,武汉医师协会心电学科医师分会常务委员,武汉市医学会心电分会委员,CMIA中国医药信息学会心脏监护专业委员会全国青年委员,中国心电图会诊中心专家委员会全国中青年委员,中国生物技术协会心电技术分会动态心电图专业委员会委员,湖北省生物工程学会心电信息专业委员会委员。
独立承担武汉市卫计委科研项目一项,参与中旗儿童心电图机的研发,参编《医院临床心电图图谱》,在国内核心期刊发表论文数篇。
亚心心功能科简介
医院心功能科是集心、肺功能各项检查于一体的科室。科室开展的检查项目达10余项,包括:普通心电图、动态心电图、24小时动态血压、平板运动实验、肺功能测定、无创动脉硬化、六分钟步行实验、直立倾斜实验、无创心功能、远程心电会诊、单导联长时间心电监测等。在全国率先引进大型MEMRS-ECG心电网络系统,率先实现了“数字化心电图网络诊断平台”,开创了一种全新的心电图检查模式。年全面开展远程心电会诊,远程心电辐射的区域远至千里之外的陕西、安徽、河北、新疆及江浙沿海地区,近至武汉市区的各个社区服务中心,服务于全国范围内的余家医疗机构。年在全国率先开展单导联长时程动态心电监测。单导联长时程动态心电图可记录1-30天甚至更长时间的心电活动,对不明原因的晕厥、一过性心律失常、发作性心肌缺血等检出率较普通动态心电图更高。
年,医院心功能科被中华医学会、中国心电图会诊中心授予“中国心电学基地湖北心电学基地”和“中国心电图会诊中心湖北分中心”,被中国健康促进基金会和中国远程心电联盟指定为省级“远程心电监护中心”。年,武汉市医师协会心电学科医师分会在医院成立,同年,成立了我省首个"高血压治疗与监控随访平台",并牵手中旗建立了“中旗心电临床实验基地/中旗亚心心电联合研究实验室”。年,牵手江苏斯坦德利医疗健康数据科技有限公司成立了“医院大数据研究联合实验室”。
医院心功能科有医技人员近30人,副主任医师、主治医师、博士生、研究生多人。刘鸣主任主编了《实用心电图图谱》、《临床心电图图谱》等专著,参编:《心脏瓣膜病诊断图典》、《远程心电监测与诊断》、《心电学技术规范化培训纲要》等专业学术著作。刘鸣主任主持了卫计委科研项目“远程心电网络平台建立的研究”。科室技术力量雄厚,专业技术团队在国家核心期刊发表论文50余篇。年,刘鸣主任获全国远程心电监测推广与临床应用“实践创新奖”,年被授予“21世纪杰出心电学奖”,被聘为武汉科技大学硕士研究生导师,特聘为汕头大医院客座教授,具有中国医师协会“心血管专科医师规范化培训师资”培训资格。年获中国医药生物技术协会心电学技术分会“动态心电突出贡献奖”,并带领亚心团队获得了“山德士杯”心电图大赛全国总冠军,全国心电图读图争锋赛湖北站冠军、全国心电学大比武三等奖等多项荣誉,并被中国心电学会评为“全国优秀心电集体”。
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