認(rèn)識(shí)心電散點(diǎn)圖

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1、認(rèn)識(shí)心電散點(diǎn)圖中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院望京醫(yī)院李方潔心電散點(diǎn)圖（Lorenz散點(diǎn)圖）是基于非線性理論和計(jì)算機(jī)技術(shù),用于長(zhǎng)程心電數(shù)據(jù)分析的一種新方法，是以數(shù)據(jù)高度集中的方式，將長(zhǎng)程心電數(shù)據(jù)制作成一枚具有全心搏“可視性”的圖形。心率變異性（HRV）的不同的變化模式和多數(shù)心律失常都有特異性圖形，可在一枚圖上將24小時(shí)或更長(zhǎng)的心電數(shù)據(jù)“盡收眼底”,直觀地判斷HRV與心律失常的類型[1]。一心電散點(diǎn)圖的理論基礎(chǔ)及其認(rèn)識(shí)與發(fā)展1.名稱的沿革L(fēng)orenz散點(diǎn)圖的名稱來源于英文Lorenzplot，或Poincareplot，分別以“混沌理論之父”、美國(guó)麻省理工學(xué)院教授、動(dòng)力氣象

2、學(xué)家E.N.Lorenz和混沌理論的奠基者、法國(guó)數(shù)學(xué)物理學(xué)家J.H.Poincare的姓氏命名。因其圖形呈散點(diǎn)狀，又稱散點(diǎn)圖（Scatterplot、Scattermap）[2]。近年來將散點(diǎn)圖方法用于連續(xù)心電信號(hào)的描記，先后稱為L(zhǎng)orenz圖、RR-間期Lorenz圖、Lorenz散點(diǎn)圖、RR間期散點(diǎn)圖（RR-intervalPlott）[3-20]。2010年國(guó)內(nèi)郭繼鴻教授建議使用“心電散點(diǎn)圖”。2．理論基礎(chǔ)非線性混沌理論是數(shù)學(xué)科學(xué)中一門年輕的分支，自理論創(chuàng)立，在科學(xué)界廣泛被認(rèn)同，至今只有幾十年時(shí)間,其最重要貢獻(xiàn)是發(fā)現(xiàn)并認(rèn)識(shí)到自然界乃至人類社會(huì)中普遍

3、存在的是非線性系統(tǒng)，而線性系統(tǒng)和隨機(jī)只是隸屬于非線性系統(tǒng)之中的一部分。非線性系統(tǒng)的行為模式包括“線性”（具有規(guī)律性，其變化模式可被預(yù)測(cè)）和“隨機(jī)”（無規(guī)律性，其變化模式不能被預(yù)測(cè)）以及介于線性與隨機(jī)之間的行為模式——“混沌”。在非線性系統(tǒng)中混沌是其主要行為模式。非線性混沌理論的另一個(gè)重要貢獻(xiàn)是指出，過去一些被認(rèn)為雜亂無章，完全無規(guī)律的“隨機(jī)”現(xiàn)象其實(shí)可能是混沌行為，通過對(duì)混沌的定性、定量研究，在某種程度上其規(guī)律可以被掌握、其行為可以被預(yù)測(cè)[21]。3．混沌理論及其方法學(xué)在心電學(xué)中的應(yīng)用近年來隨著非線性科學(xué)的迅速發(fā)展，已經(jīng)證實(shí)，人體屬于非線性巨系統(tǒng)，其心電

4、信號(hào)具有混沌特征，與傳統(tǒng)的線性方法相比，采用非線性方法，能捕捉到人體更多的生理與病理信息[22]。在國(guó)外，二十世紀(jì)中期就有人開始了對(duì)心律失常的數(shù)學(xué)建模探索，而70年代開始加拿大麥吉爾大學(xué)的物理、生理學(xué)家LeonGlass等人對(duì)胚胎雞心臟自律細(xì)胞進(jìn)行周期性12電刺激的實(shí)驗(yàn)，則是真正意義上對(duì)心臟節(jié)律活動(dòng)中混沌現(xiàn)象的研究，曾經(jīng)是混沌理論問世以來短短的歷史中最受注目的研究項(xiàng)目之一[23]?！?0年代，馬場(chǎng)康維等繪制了一組臨床資料的Lorenz圖（圖1）[24]山崎秀樹等編制的Lorenz圖時(shí)間序列解析系統(tǒng)和Lorenz圖心電節(jié)律解析系統(tǒng)被用于醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域[25]

5、。90年代，Anan等學(xué)者發(fā)表了心房顫動(dòng)伴預(yù)激傳導(dǎo)及不同室性早搏的圖形，對(duì)室性早搏圖形的發(fā)生進(jìn)行了解析[26-27]；Chishaki觀察并分析了心房顫動(dòng)散點(diǎn)圖表現(xiàn)的房室結(jié)電生理特性[28-29]。這一時(shí)期，國(guó)外很多學(xué)者關(guān)注散點(diǎn)圖的機(jī)理，觀察散點(diǎn)圖對(duì)判斷疾病預(yù)后和對(duì)HRV分析的作用，對(duì)心律失常的研究則集中于心房顫動(dòng)的圖形[30-43]。2004年Akiko等分析了房顫中室性心律失常RR間期動(dòng)態(tài)變化特征與臨床因素的關(guān)系[44]；2008年Hans等對(duì)常見心律失常的圖形進(jìn)行了分析和闡述[45]。圖1.馬場(chǎng)康維等描制的Lorenz圖（1）、（2）竇性心搏；（3

6、）呼吸性竇不齊；（4）室性早搏；（5）間位性室性早搏；（6）復(fù)合型室性早搏；（7）配對(duì)間期不固定的室性早搏；（8）室性并行心律；（9）房性早搏；（10）房性早搏伴房早未下傳；（11）配對(duì)間期不固定的房性早搏；（12）竇不齊、一過性竇停搏、早搏、逸搏心律等混合型心律失常；（13）房室阻滯2：1傳導(dǎo)；（14）、（15）心房顫動(dòng)。90年代，郭繼鴻向國(guó)內(nèi)介紹了混沌理論、心臟電活動(dòng)中的混沌現(xiàn)象，及LeonGlass等對(duì)胚胎雞心臟自律細(xì)胞進(jìn)行電刺激的著名研究[46]；郭成軍等闡述了心房顫動(dòng)中以自旋波為表象的混沌現(xiàn)象,以及探討運(yùn)用散點(diǎn)圖跟蹤心臟RR間期變化的方法與意義

7、[47-48]；呂可誠(chéng)等進(jìn)行了人體心搏散點(diǎn)圖動(dòng)力學(xué)復(fù)雜性的實(shí)驗(yàn)觀察[49]；李12方潔等觀察臨床若干常見心律失常的散點(diǎn)圖特征，并解析其發(fā)生機(jī)理[3]。2005年江聲選、時(shí)翠華等分析了心電散點(diǎn)圖對(duì)HRV的診斷價(jià)值[50]；2006年彭曉榕等發(fā)表了538例[16]、李方潔發(fā)表了1153例[17]臨床心電散點(diǎn)圖與動(dòng)態(tài)心電圖的對(duì)比分析結(jié)果，證實(shí)其對(duì)臨床長(zhǎng)程心電數(shù)據(jù)的診斷作用。二心電散點(diǎn)圖制作與診斷標(biāo)準(zhǔn)目前用于非線性研究的方法主要有非線性參數(shù)估算和圖形法[22]，前者有復(fù)雜度、測(cè)度熵、分維數(shù)、Lyapunov指數(shù)等，后者即Lorenz散點(diǎn)圖。圖形法所表現(xiàn)的是系統(tǒng)行

8、為模式的幾何結(jié)構(gòu)——“吸引子”的圖形。心電散點(diǎn)圖就是RR間期動(dòng)態(tài)變化模式的“奇怪