插入性早搏的心电散点图特征及形成原理分析

景永明 潘运萍 孙朝阳 井艳 申继红 张芳芳 杨伟 李世锋

心电散点图

插入性早搏的心电散点图特征及形成原理分析

景永明 潘运萍 孙朝阳 井艳 申继红 张芳芳 杨伟 李世锋

目的 探讨插入性早搏的心电散点图特征及其形成原理，为快速分析动态心电图奠定基础。方法 选择插入性早搏的典型病例，分析其心电散点图形态特征。借助几何画板的动态作图功能与轨迹跟踪功能，建立相应的散点图模型。结合实际记录的心电散点图与数学模型特征，总结插入性早搏的散点图特征。结果 实际记录的心电散点图与数学模型十分相似。结论 插入性早搏的心电散点图特征明显、规律性强。Lorenz散点图与差值散点图相互配合，不仅可以快速识别动态心电图中插入性早搏的有无及多少，而且可以发现它所引起的干扰性PR间期延长及其延长量。

插入性早搏；心电散点图；动态心电图；几何画板；数学模型

心电散点图以非线性的技术方法处理海量的动态心电图数据[1]。特征各异的心电散点图表达着心律失常不同的电生理机制[2]。正确解读形态各异的心电散点图是快速分析动态心电图的前提。自从将几何画板引入到心电散点图的研究中[3]，各种复杂心电散点图相继被破解[4-10]。心电散点图真正成了快速分析动态心电图的利器[11-15]。

插入性早搏是指室性早搏(简称“室早”)或交界性早搏(房性早搏罕见)插入在一个主导心动周期之间而没有代偿间歇。它一般出现在主导心律较慢时，此早搏既不重整主导心律的心动周期，也不引起后续激动的传导中断，但可以导致后续激动的PR间期干扰性的延长，少数情况下可见插入性早搏后PR间期显著延长，揭示房室结双径路。

插入性早搏(特别是插入性室早)是常见的心律失常，了解和掌握插入性早搏的散点图特征，是快速分析动态心电图的关键。本文结合实际病例，借助几何画板的动态作图功能与轨迹跟踪功能，主要分析插入性室早的散点图特征及形成原理，为快速分析包含有插入性早搏的动态心电图打下坚实的基础。

1 插入性早搏的心电散点图模型

N：主导心搏，V：室性早搏，方框中数据为RR间期，方框下数据为相邻RR间期的差值(后周期减前周期)

图2 插入性室早的Lorenz散点图(A)和差值散点图(B)模型

N：主导心搏，V：室性早搏，方框中数据为RR间期，

图4 插入性室早伴干扰性PR间期延长的Lorenz散点图(A)和差值散点图(B)模型

2 典型病例分析

病例1的Lorenz散点图(图5A)上可见分布于等速线的窦律点集呈棒球拍状，长短周期区的早搏前点集水平分布，主轴斜率约0.5的长短周期为普通室早的早搏后点集。短长周期区的早搏点集垂直于坐标分布，高位早搏点集为代偿完全的普通室早，低位早搏点集为插入性早搏点集，主轴斜率约1的短长周期为插入性早搏后点集，基本上与无干扰性PR间期延长的插入性早搏模型相符。

图5B是在插入性早搏点集中任取一点V，度量其横、纵坐标，分别代表插入性早搏的联律间期(xV)与代偿间期(yV)，计算xV+yV，作点A(xV+yV，xV+yV)、E(xV+yV，xV)、F(yV，xV+yV)，分别代表主导节律点、插入性早搏前点、插入性早搏后点。沿垂直方向拖动V点集，A、E、F各点随之运动并留下轨迹，得到插入性早搏的Lorenz散点图模型。从图5中可以看出数学模型与实际记录的散点图基本重叠。

图5 普通室早合并插入性室早的Lorenz散点图(A)及根据图中数据重建插入性室早的Lorenz散点图模型(B)

图6是病例1相关心电图片断，可见大量插入性室早无干扰性PR间期延长。

病例2的Lorenz散点图(图7A)上可见分布于等速线的棒球拍状散点集，提示主导心律为窦性心律，可见棒球拍上方分离出稀疏的A′点集，短长周期区垂直于x轴分布的早搏点集，高位的是普通室早点集，低位的是插入性室早点集，还可见主轴斜率约为1的插入性早搏后点集。长短周期区可见水平分布的早搏前点集，远端有与室早点集对称的成分(以等速线为对称轴)，提示有少量二联律，主轴斜率约0.5的长短周期为普通室早的早搏后点集。

差值散点图(图7B)上分布于坐标原点的小原点为窦律点集，普通室早的四分布散点集分别分布于：y轴负侧、Ⅱ象限(主轴斜率约为-2)、Ⅳ象限(主轴斜率约为-0.5)、y轴负侧。插入性室早的四分布散点集分布于：y轴负侧(A)、Ⅱ象限x轴负侧略上方(B)、Ⅰ象限y轴正侧之右(C)、x轴正侧之上(D)，差值散点图上E点集似乎不明显，表明干扰性PR间期延长引起的后续心律不齐基本没有超过窦性心律的瞬时变异性，也即PR延长的量很小。

图8是病例2相关心电图片段，显示插入性室早伴干扰性PR间期延长，延长量为57 ms(1 107 ms-1 050 ms=57 ms)。

图6 病例1相关心电图片段

图7 普通室早合并插入性室早伴干扰性PR间期延长的Lorenz散点图(A)和差值散点图(B)(杭州百慧公司)

图8 病例2相关心电图片段

病例3的Lorenz散点图(图9A)显示分布于等速线上的窦律点集向上分叉，分离出A′点集，短长周期区早搏点集垂直于横轴分布，提示联律间期相对固定，逆向技术显示为频发室早，高位为代偿完全的早搏点集(V1)，低位则为插入性室早点集(V)，插入性早搏后点集(F点集)主轴弯向等速线。短长周期区的早搏点集(E)水平分布，其中有早搏点集的对称成分(以等速线为对称轴)，提示有二联律，早搏后点集斜率约0.5，提示普通室早代偿间期完全。在普通室早点集中任作一点V1，度量其横坐标，得室早的联律间期(NV=xV1)；在插入性早搏后点集的主轴上任取一点F，度量其横、纵坐标，得VN′、N′N数据，计算(NV+VN′+N′N)/2=NN，得主导心律的心动周期，以上述数据作点V(NV，VN′)、A(NN，NN)、A′(N′N，NN)、E(NN，NV)、E′(N′N，NV)，连结AE、EV、VF、FA、AA向量并将其平移到差值散点图(图9B)中(各向量起点平移到坐标原点)得差值散点图各相关点：A、B、C、D、E；连结A′E、FE′向量并平移到坐标原点，得差值散点图上的A′G点集，分别代表插入性室早后继早搏起点(N′NNV)、插入性三联律(VN′NV点集)，而这两个点集在Lorenz散点图中无法表达，所以说差值散点图是对Lorenz散点图的进一步刻画，能表达心律失常更加详细的情况。当F点沿主轴滑动时，其余各点随之运动并留下轨迹，得本例Lorenz散点图与差值散点图各相关点集(图9)。从图9中可以看出模型与实际记录的散点图基本重叠。

从A′点集的走向可以看出，位置越高，与A点越近；位置越低，A′A越大，代表插入性早搏所引起的干扰性PR间期延长与主导心率呈负相关。也就是说，RR越长，干扰性PR间期延长量越小，反之越大，并且有连续性。

图10是病例3的相关心电图片段，显示插入性室早伴干扰性PR间期延长。从图中数据可计算PR间期延长量不大(882ms-865ms=17ms，953ms-898ms=55ms)。从散点图上整体看，PR间期的延长量是连续的，基本与主导心动周期呈线性相关，没有跳跃现象。

Lorenz散点图的向量平移到差值散点图中就是相应的差值散点图特征点，如插入性早搏三联律：

病例4的Lorenz散点图(图11A)显示窦律点集呈棒球拍状分布于等速线，长短周期区可见水平分布的早搏前点集与主轴斜率约0.5的早搏后点集，短长周期区可见垂直于横轴分布的早搏点集，均提示有频发室性早搏，此外棒球拍上方可见成势的短长周期散点集，其主轴基本与等速线平行，逆行技术显示为插入性早搏后室律不齐点集(N′NN点集，模型中的A′点集)，在N′NN点集中任标一点4(N′N，NN)，度量其横、纵坐标并计算其差值得PR间期延长的量：NN-N′N=0.25 ms，在早搏点集(NVN)的下部任作一点2(NV，VN′)，度量其横、纵坐标，计算NN=NV+VN′-(N′N-N′N)=1.05 ms，得主导心律的心动周期。以上述度量值作Lorenz各点1(NN，NV)、3(N′N，N′N)、5(NN，NN)，连结向量51、12、23、34、45，并平移到差值散点图(图11B)中，各向量分别对应差值散点图上的A、B、C、D、E各特征点集。从图11A中可以看出，Lorenz散点图中4点集与窦律点集显著分开，并且主轴与主导节律平行，表明插入性早搏后PR间期显著延长，并且不随主导心律的变动而变动，延长量基本固定在250 ms，远远大于双径路诊断标准的规定(相邻PR间期延长量>60 ms)；3点集重叠在窦律点集中，表明插入性早搏的代偿间期(VN′)与插入性早搏后短周期(N′N)有相同的趋势。差值散点图中的C、D点集分别位于x轴正侧与y轴正侧，相当于插入性早搏伴干扰性PR间期延长的模型中的C′(C点集由y轴正侧移到了x轴正侧)、D′点集(D点集由x轴正侧移到了y轴正侧)，而E点集显著左移(约250 ms)与C′点集重叠。

图10 病例3相关心电图片段

向量平移法：51→A、12→B、23→C、34→D、45→E，E、C点重叠

本例插入性室早后PR间期显著延长，与正常PR间期相比延长量达250 ms，并且几乎不随主导心律的变化而变化，强烈提示房室双径路的存在。本例Lorenz散点图的显著特征是NNN点集明显离开NNN点集而没有连续，VNN点集与窦律点集重叠无法辨认。差值散点图的显著特征是E点集(N′NNN)显著离开窦律点集(NNNN)，并且与右下移位的C′点集重叠，而D′点集向左上移位至y轴正侧，与普通插入性早搏的差值散点图容易混淆，应注意结合散点图的逆向技术及数学模型仔细鉴别，从而为快速识别伴有房室双径路的插入性早搏奠定基础。

图12显示插入性室早后PR间期显著延长，延长量为236 ms(996 ms-760 ms=236 ms)。

图12 病例4相关心电图片段：插入性室早伴显著PR间期延长

3 讨论

插入性早搏属常见心律失常之一，常常与代偿完全的普通室性早搏或交界性早搏合并存在。对照分析Lorenz散点图与差值散点图，可以快速判断普通早搏中是否重叠有插入性早搏。插入性早搏的数学模型揭示了插入性早搏的Lorenz散点图与差值散点图特征，而掌握插入性早搏的Lorenz散点图与差值散点图特征，是快速分析此类动态心电图的基本功。

不仅如此，通过Lorenz散点图中的A′点集特征(从窦律点集中向前上分叉)，差值散点图中B、C、D的移位以及E点集的出现，都可以了解插入性早搏引起后继P波干扰PR间期延长的特征：主导心率慢时，插入性早搏可以不伴有干扰性PR间期的延长(病例1)；主导心律快时，插入性早搏引起的干扰性PR间期的延长量随着主导心律的加快而逐渐增大(病例2和病例3)，这种干扰现象类似于一种文氏现象，表明室性早搏逆传对室上性激动下传的干扰性阻滞有连续性；如果Lorenz散点图中A′点集显著离开窦律点集，并且主轴斜率等于1(病例4)，说明插入性早搏后显著PR间期延长不随主导心律的变化而变化，因而不是室性早搏逆传的干扰性阻滞因素，可能是室性早搏逆传已经阻断了快径路下传(超过了文氏点)，启用了慢径路传导，而主导心律的频率范围还没有达到慢径路的文氏点，因而A′点集的斜率可以与等速线平行。这种插入性早搏后PR间期显著固定延长揭示了双径路的存在。

心电散点图表达的是长时程的心电信息，相当于一种自然状态下的电生理检查，往往能显示一些其他检查手段难以获得的心脏电生理信息，从而弥补常规心电图等一些短时间内心电生理检查的不足。心电散点图研究近几年才起步，其潜在的临床应用价值需要深入挖掘。

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(本文编辑：李政萍)

The ECG scatterplot of interpolated premature beat: analysis on its features and formation principle

Jing Yong-ming, Pan Yun-ping, Sun Chao-yang, Jing Yan, Shen Ji-hong, Zhang Fang-fang, Yang Wei, Li Shi-feng

(Department of Electrocardiogram, the Second Affiliated Hospital of Zhengzhou University, Zhengzhou Henan 450014, China)

Objective To explore the features and formation principle of ECG scatterplot of interpolated premature beat, and thus to lay foundations for quickly analyzing ambulatory electrocardiography(AECG). Methods Typical cases of interpolated premature beat were selected and morphological characteristics of their ECG scatterplots were analyzed. By dynamic mapping and trajectory tracking functions of “geometric sketchpad” software, the scatterplot model was established. We summarized the ECG scatterplot features of interpolated premature beat combining the characteristics of practically recorded ECG scatterplots and the mathematical model. Results The actually recorded ECG scatterplots were very similar to the mathematical model. Conclusion The ECG scatterplot of interpolated premature beat has obvious features and a very strong regularity. The joint application of Lorenz scatterplot and difference scatterplot is effective in rapidly recognizing interpolated premature beat and its frequency on AECG as well as finding the induced disruptive PR interval prolongation and the prolonged amount.

interpolated premature beat; ECG scatterplot; ambulatory electrocardiography; geometric sketchpad; mathematical model

450014 河南 郑州，郑州大学第二附属医院心电图科

景永明，主治医师，主要从事心电图、动态心电图的研究。

李世锋，E-mail:pladrli@163.com

10.13308/j.issn.2095-9354.2017.03.004

2017-03-12)

R541.7

A

2095-9354(2017)03-0167-08