第五节　心电散点图基础

一、心电散点图所表现的混沌特征

心电散点图是借助于Holter系统记录的大样本RR间期数据，按时间序列追踪作图。RR间期序列的散点图具有混沌的很多特征，它们是心率变化混沌吸引子的几何图形的截面图。图中分布的散点虽然是按RR间期出现的时间顺序做成，但是每个点所处的位置，看起来是随机的，与出现的先后顺序无关，因而无法根据已知散点计算出后续散点的位置;但是，若将一份Holter数据中的RR间期全部做成散点时，整个图形的轮廓十分确定。这表明了RR间期的序列变化规律具有“在确定的系统中貌似随机的行为”的混沌特征。如窦性心搏的基本图形有其内在的规律性，其基本图形是“棒球拍”状。虽然HRV发生改变时，图形出现不同的变化，但是这些散点还是凝聚在同一个吸引区域中的形成同一个吸引子，即图形呈单一分布。而室上性期前收缩、室性期前收缩等各种心律失常，由于它们既有来自于窦房结、也有来自于异位起搏点的心律，所以凝聚在不同的吸引区域中的形成不同的吸引子，图形为多分布。原因是这些图形来自于不同的“系统”，即心搏起源不同，属于“系统”不同，图形各异;若心搏起源相同，属于“系统”相同，具有相似的图形，表明每个“系统”都有其本身内在的“确定性”。当数据量十分充足时，用同一份Holter制作出的任何时间段的散点图形都十分相似，表明它具有混沌的另一个特征——“自相似性”。因此借助于散点图的这些混沌特性，可对不同起源的心律失常进行区别诊断。

二、作图原理

(一)数据要求　散点图是经典的非线性研究方法，其功能特点是在相互关联的海量(大样本或超大样本)数据中发现隐含于其中的规律。“海量数据”是一个相对的概念，是指能够提取到有用信息所需的数据量。散点图根据图的形态对图形进行定性，所以需要足够数量的散点参与作图，才能稳定地表现图形特征。这个图形特征就是要提取的规律与信息。由于数据条件不同，所需要的“海量数据”数据量的绝对值也不同。临床上普通心电图所提供的RR间期数据量不符合“海量数据”的要求。而24小时动态心电图的数据量就达到“海量”要求，属于散点图分析的适用范围(图70－3)。

“海量”是指“同质数据”的数据量，而不是“非同质数据”。对于窦性心律而言，窦性心动过缓时，需要的数据量较大，而窦性心动过速时，需要的数据量较少。对于心律失常数据，目前的临床观察显示，在记录清晰的前提下，同一起源的心律失常数据量至少＞100/24h时，才有特征性的散点图形。

图70－3　海量数据的概念

A．是24小时RR间期海量数据制作的散点图，其图形特点清晰，呈“棒球拍形”;(B．C．D)分别是同一份数据中截取的5、20、40minRR间期的散点图，图形特点不完整，说明不够海量数据;E．是同一份数据中截取的60min的散点图，图形轮廓清晰，与A图特点一致，说明达到海量数据

(二)作图原理　散点图是以迭代的方法对连续RR间期按时间顺序进行追踪作图的方法，其图形可以是二维或“N维”的。目前通常使用二维方法作图，即建立横轴为X，纵轴为Y的二维坐标系，数据源自Holter记录的连续RR间期，X轴数值代表间期RRn，Y轴数值代表紧随其后间期RRn+1。在坐标系中，按时间顺序不间断地追踪描记出X=RRn，Y=RRn+1的点(图70－4)。

除房颤外，其余各种心律数据都可用一个象限的坐标系作图，即将散点全部制作在坐标系的第一象限中。房颤时散点图呈扇形，其他心律的图形容易被“包埋”，所以用四个象限的坐标系作图，将房颤与其他心律的散点分别制作在不同的象限中，通常在房颤伴宽QRS波时采用四个象限的坐标系作图。

心电散点图采用动态心电图记录的连续RR间期进行追踪作图。二维散点图是在预设的直角坐标系中，以前RR间期(RRn)为X值，后RR间期(RRn+1)为Y值，迭代作图。每个点的位置都取决于两个相邻的RR间期，前一对RR间期中的Y值，是后一对RR间期中的X值。根据数据分析的不同需求，二维散点图可制作成单象限图和四象限图。

1．单象限散点图　所有RR间期的散点都依时间序列绘制在同一象限中，相当于二维直角坐标系的第一象限。坐标系X轴代表第n个RR间期(RRn)，Y轴代表紧随其后的RR间期(RRn+1)(图70－4)。

图70－4　单象限散点图制作方法

A．正常窦性心搏的心电图片段，其RR间期依次是RR1(804ms)、RR2(812ms)、RR3(789ms)、RR4(781ms)、RR5(789ms)，P₁、P₂、P₃、P₄是欲被制作的散点;B．正常窦性心搏的心电图的Lorenz散点图表达，图中P代表作成的散点，P₁的位置取决于RR1(804ms)、RR2(812ms)，RR1是P₁点在X轴上的数值，RR2是该点在Y轴上的数值。P₂的位置取决于RR2(812ms)、RR3(789ms)来确定，RR2、RR3分别是P₂点的X值和Y值。同样P₃亦由RR3(789ms)、RR4(781ms)来确定，依此类推;C．做成的Lorenz散点图的示意图;D．临床真实的正常窦性心搏散点图

2．四象限散点图　四象限散点图制作方法:四象限图只用于有宽QRS波的心电数据。其中RRn和RRn+1为两个室上性(包括窦、房、交界区)RR间期的散点表达在坐标系的第一象限，即N－N－N;RRn为室上性RR间期，RRn+1为宽QRS波联律间期的散点表达在第四象限，即N－N－V;RRn为宽QRS波的联律间期，RRn+1为宽QRS波代偿间期的散点表达在第二象限，即N－V－N;RRn和RRn+1为两个宽QRS波的RR间期的散点表达在第三象限，即V－V－V(图70－5)。四象限散点图可将重叠在室上性心搏散点图中的宽QRS波散点图提取出来，以便于观察。

图70－5　四象限散点图作图原理图中“N”为窄QRS波，“V”为宽QRS波

3．差值散点图　差值散点图制作方法是将两个紧相邻的RR间期的差值作为RRn，将下一个RR间期的差值作为RRn+1，在二维坐标系中作图。该法从不同的角度提供RR间期变化信息。同一份心电数据可分别制作成散点图与差值散点图，对比阅读，可获得更多的心电信息(图70－6)。

图70－6　正常窦性心律的差值散点图

三、散点图背景结构与意义

散点图背景可概括为等速线、近端、远端、加速区与减速区。等速线也称45°线，是在坐标系中与X轴和Y轴各为45°角的直线，只有两个等长的RR间期(RRn=RRn+1)形成的散点才能位于45°线上，故称等速线。近端是指散点图中靠近坐标原点的方向、远端是指散点图中远离坐标原点的方向端，加速区是等速线与X轴之间的三角区域，减速区是等速线与Y轴之间的三角区域。在加速区中，靠近近端方向为快加速区，靠近远端方向是慢加速区。在减速区中，靠近近端方向为快减速区，靠近远端方向是慢减速区(图70－7)。

图70－7　散点图的背景结构与标识标线

在等速线上，越是靠近近端的散点RR间期越短，心率越快;越是靠近远端的散点RR间期越长，心率越慢。在加速区的散点，X值(RRn)大于Y值(RR+1)，表示有心率加速现象。由于加速的程度不同、X值与Y值的比例关系不同，图形在加速区中所处的位置不同。在减速区的散点，X值(RRn)小于Y值(RR+1)，表示有心率减速现象。由于减速的程度不同、X值与Y值的比例关系不同，图形在减速区中所处的位置不同。快速性心律失常时，RR间期表现先加速(期前收缩联律间期)后减速(期前收缩的代偿间期)，所以散点首先位于近端的快加速与快减速区。缓慢性心律失常的RR间期表现先减速后加速，所以散点位于远端的慢减速与慢加速区。

四、图形名称与分析指标

根据我们的经验，按散点图中子图的数目、形态、图形的长轴斜率对图形进行描述，可对不同心律失常予以区分(图70－8)。

(一)子图名称　心电数据性质不同，用其制作的散点图形不同，如正常窦性心电数据的散点图是单一图形分布，即只有一个子图，而心律失常的散点图中往往分布有数个子图，这些子图组成一幅完整的心电散点图。子图以英文字母的顺序命名，是按图形在一次期前收缩性心律失常中出现的先后为序，分别是A图、B图、C图、D图、E图、扇形图、格子图等。

A图分布于斜率为1的直线(45°线)上，是窦性心律的图形，在任何长程心电数据中，只要有两次连续窦性心搏存在，即可在散点图上见到A图。

B图是在一组图形中最靠近X轴的图形，是表现期前收缩联律间期的图形。

C图是一组图形中最靠近Y轴的图形，是表现期前收缩代偿间期的图形。

D图是位于A图与B图之间的图形，是表现代偿间期与其后正常窦性RR间期关系的图形。

E图是多分布于A图与C图之间，是心率震荡的图形表现。

扇形图是心房颤动的特有图形。

格子图是心房扑动房室传导比例变化的特有图形。

(二)图形的数目　有一分布图形和多分布图形，后者主要有二分布图形、三分布图形、四分布图形、五分布图形，以及其他复合多分布图形。

(三)图形形态　窦性心律的心电散点图具多态性，反映窦性心率变化的不同类型，与HRV有关，如类球拍形、收缩形、扩张形、粗棒状、细棒状、梭形、雨滴形……;心律失常的图形也具有不同形态，如有扇形、格子形等。

(四)线形图形的长轴、短轴与“B线”　散点图中各线形图形的长径称为图形的长轴，图形长轴1/2处的图形宽径称为图形的短轴。其中A图的长轴为“A线”，B图的长轴为“B线”，C图的长轴为“C线”，E图的长轴为“E线”。目前“B线”及其斜率是研究者关注的重点之一。

图70－8　散点图的图形名称A．只有A图的一分布散点图;B．E．由A、B、C三个子图组成的三分布散点图;C．由A、B、C、D四个子图组成的四分布散点图;D．由A、B、C、D、E五个子图组成的五分布散点图;F．一分布扇形散点图;G．以扇形为主图的三分布散点图;(H)是格子状多分布散点图

(五)分析指标　窦性心律主要表现在代表窦性心律散点图的图形形态，心律失常散点图分析需对子图数目、图形形态、图的位置、图形长轴的斜率，尤其是B线斜率进行综合分析。