Poincare散点图在分析慢性充血性心力衰竭心率变异中的应用
作者：杨兴艳 袁国会 李成燕 吴作辉 许祥林
单位：杨兴艳 李成燕 吴作辉 许祥林(503003 贵州省遵义市，遵义医学院附属医院内科)；袁国会(456650 河南省鹤壁市，鹤壁矿务局总医院)
关键词：Poincare散点图；心力衰竭，充血性；心率
实用医学杂志000609 摘 要 目的：探讨Poincare散点图在分析慢性充血性心力衰竭(CHF)患者心率变异(HRV)中的使用价值。方法：分析30例CHF患者和30例正常人HRV的Poincare散点图及其定量指标，矢量长度指数(VLI)和矢量角度指数(VAI)，并与部分时域指标(SDNN，SDSD)进行相关分析。结果：正常人散点图均呈慧星型，CHF患者呈鱼雷型及短棒型；CHF患者24 h、清醒、睡眠时的VLI，VAI与正常组比较均显著降低，且昼夜变化节律消失。VLI与SDNN和VAI与SDSD分别呈正相关。结论：Poincare散点图能直观地反映CHF患者心脏植物神经功能状况，结合其量化指标可定量分析CHF患者的HRV。
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研究表明[1，2]，慢性充血性心力衰竭(CHF)患者心率变异(HRV)明显低于正常人，提示其心脏植物神经受损，但多用HRV时域分析，用Poincare散点图研究CHF患者心脏植物神经状况，目前国内尚少报道，为此我们检测了30例CHF患者和30例正常人，并对此进行分析，现报道如下。
1 对象与方法
1.1 对象 CHF组：30例均为我院住院患者，其中男18例，女12例，平均年龄(63.70±9.34)岁。原发病：高血压性心脏病13例，冠心病10例，扩张型心肌病7例，心功能按NYHA分级，Ⅱ级8例，Ⅲ级16例，Ⅳ级6例，病程均3年以上，剔除频发早搏病例。正常对照组(NC组)：30例均为健康体检者，男19例，女11例，平均年龄(63.75±9.38)岁，与CHF组比较差异无显著意义。
1.2 方法 采用蓝港公司生产的HOLTER-STAR动态心电图分析系统，同时记录CMV1，CMV3，CMV5三通道24 h心电图，以人机对话方式分析心电信号。Poincare散点图：以相邻二个窦性心动周期的前一个R-R间期长度RRn(ms)作横坐标，后一个RRn+1(ms)作纵坐标，由此绘制的相邻R-R间期散点图即为Poincare散点图。矢量长度指数(VLI)：衡量R-R间期散点图长度指标；矢量角度指数(VAI)：衡量R-R间期散点图在45°线两边散开程度指标。同时观测SDNN，SDSD，VLI和VAI，并分别观察它们24 h、清醒、睡眠时变化，清醒时间定为5∶00～23∶00，睡眠时间定为23∶00～5∶00，散点图绘制及VLI，VAI，SDNN，SDSD的计算均由计算机自动处理，对VLI和SDNN，VAI和SDSD进行直线相关分析。
, 百拇医药
1.3 统计学处理 采用SPSS统计软件进行统计学处理，引用参数均以
±s表示，用t检验及直线相关分析，以P<0.05表示差异有显著意义。
2 结果
2.1 Poincare散点图的形状 NC组均呈慧星型，CHF组呈鱼雷型者20例，短棒状者10例。
2.2 NC组与CHF组VLI，VAI，SDNN，SDSD变化 NC组24 h、清醒、睡眠时的VLI，VAI、SDNN，SDSD均高于CHF组，差异具有非常显著意义(P<0.01)，NC组VAI睡眠时高于清醒时，而CHF组清醒时高于睡眠时，差异均具有显著意义(P<0.05)，见表1。
表1 NC组与CHF组VLI，VAI，SDNN，SDSD的变化
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(均n=30) 组别
VLI(ms)
VAI(ms)
SDNN(ms)
SDSD(ms)
NC组24h
177.21±42.35
0.85±0.21
151.15±40.19
30.61±7.42
清醒
164.35±39.48
, 百拇医药
0.72±0.24
137.95±30.78
21.69±6.02
睡眠
125.17±31.98
0.93±0.30
103.88±23.32
30.06±7.47
CHF组24h
88.09±43.58*
0.41±0.08*
, 百拇医药
64.59±36.17*
11.28±6.76*
清醒
88.92±47.95*
0.42±0.09*
65.29±39.72*
16.64±3.25△
睡眠
69.22±29.56*
0.38±0.07*
, 百拇医药
57.82±33.85*
9.63±4.45*
注：与NC组比较，* P<0.01；△ P<0.05
2.3 VLI与SDNN，VAI与SDSD相关性 60例(NC组和CHF组各30例)VLI与SDSD呈正相关(r＝0.734，P<0.01)，VLI与SDNN呈正相关(r＝0.751，P<0.01)。
3 讨论
心率变异是检测心脏植物神经张力的一项无创性指标，能反映心血管自主神经活性及平衡，其线性分析及Poincare散点图分析均能反映心脏植物神经功能状况，但HRV的线性分析是以R-R间期为基础进行数理分析，有可能损失某些信息，而心率调控是非线性的混沌过程，Poincare散点图是根据混沌理论对HRV采取非线性分析的方法。Denton等[3]认为散点图能更好地反映HRV非线性变化过程。
, 百拇医药
Poincare散点图能定性分析植物神经功能，其各个散点是以45°角的直线作轴心分布，其长度即沿45°角方向的长度，反映24 h平均心率变化，是迷走神经与交感神经共同作用的结果。迷走神经张力增高使心率减慢，R-R间期增大，散点远离原点，构成散点图的尾；交感神经张力增高使心率增快，R-R间期缩小，散点则接近原点，构成散点图的头。其宽度即垂直于45°线散开的程度，反映瞬时心率快速变化，与迷走神经有关。本研究中正常人散点图均呈慧星型，特点是体长尾大头小，表明正常人24 h心率波动程度大，迷走神经兴奋，心率减慢则心律不齐程度增大；反之，心律不齐程度缩小。CHF组呈鱼雷型及短棒型，其长度、宽度较NC组明显缩小，说明CHF患者24 h心率波动程度缩小及瞬时心率快速变化程度缩小，提示CHF患者迷走神经受损。
王彦等[4]在分析心肌梗塞患者的散点图时认为，鱼雷型的形成是交感神经张力相对增高，迷走神经张力降低所致。在CHF时自主神经对心脏调节能力明显减弱，具体表现为心脏迷走神经张力明显下降，而交感神经调节功能无明显增强[5]。因此，交感神经张力相对增高，使散点向头部集中，长度缩短，可能只是形成鱼雷型的部分原因，而迷走神经受损使散点图长度和宽度缩小，尾部消失，可能是形成鱼雷型的主要原因。
, 百拇医药
HRV的SDNN包含了24 h中各种频率成分，反映其总体情况，SDSD反映心率快速变化与迷走神经有关[6]，通过相关性研究表明：VLI与SDNN，VAI与SDSD呈正相关，说明VLI与SDNN，VAI与SDSD具有相同临床意义。正常人VAI睡眠时高于清醒时，表明夜间迷走神经占优势，符合正常规律；而CHF组VLI明显低于NC组，且24 h、清醒、睡眠时的VAI均低于正常人，睡眠时高于清醒时的现象消失，提示CHF患者迷走神经受损。通过本组病例的分析，提示Poincare散点图既能直观地反映CHF患者心脏植物神经功能状况，结合其量化指标又可定量分析CHF患者HRV的变化。
参考文献
1，宋有城，万立礼，胡桃红，等. 充血性心力衰竭患者心率变异分析. 中华心血管病杂志，1995，23(2)：107～109.
2，廖禹林，贾世纯，付真，等. 慢性充血性心力衰竭患者心率变异分析. 临床心血管病杂志，1995，11(6)：344～346.
, 百拇医药
3，Denton TA,Diamond GA,Helfant RH,et al.Fascinating rhythm:a primer on chaos theory and its application to cardiology. Am Heart J,1990，120(6)：1419～1440.
4，王，彦，胡大一，张均华，等. Lorenz散点图分析心率变异的临床应用. 起搏与心脏，1993，7(1)：9～12.
5，郑，军，张，荣，张立藩，等. 心率变异研究方法及其临床应用. 中国循环杂志，1994，9(5)：312.
6，Task Force of the Europen Society of Cardiology and North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart rate variability,standards of measurement,physioloical interpretation and clinical. Circulation,1996，93(5)：1043～1065.
(收稿日期：1999-12-10), 百拇医药
单位：杨兴艳 李成燕 吴作辉 许祥林(503003 贵州省遵义市，遵义医学院附属医院内科)；袁国会(456650 河南省鹤壁市，鹤壁矿务局总医院)
关键词：Poincare散点图；心力衰竭，充血性；心率
实用医学杂志000609 摘 要 目的：探讨Poincare散点图在分析慢性充血性心力衰竭(CHF)患者心率变异(HRV)中的使用价值。方法：分析30例CHF患者和30例正常人HRV的Poincare散点图及其定量指标，矢量长度指数(VLI)和矢量角度指数(VAI)，并与部分时域指标(SDNN，SDSD)进行相关分析。结果：正常人散点图均呈慧星型，CHF患者呈鱼雷型及短棒型；CHF患者24 h、清醒、睡眠时的VLI，VAI与正常组比较均显著降低，且昼夜变化节律消失。VLI与SDNN和VAI与SDSD分别呈正相关。结论：Poincare散点图能直观地反映CHF患者心脏植物神经功能状况，结合其量化指标可定量分析CHF患者的HRV。
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研究表明[1，2]，慢性充血性心力衰竭(CHF)患者心率变异(HRV)明显低于正常人，提示其心脏植物神经受损，但多用HRV时域分析，用Poincare散点图研究CHF患者心脏植物神经状况，目前国内尚少报道，为此我们检测了30例CHF患者和30例正常人，并对此进行分析，现报道如下。
1 对象与方法
1.1 对象 CHF组：30例均为我院住院患者，其中男18例，女12例，平均年龄(63.70±9.34)岁。原发病：高血压性心脏病13例，冠心病10例，扩张型心肌病7例，心功能按NYHA分级，Ⅱ级8例，Ⅲ级16例，Ⅳ级6例，病程均3年以上，剔除频发早搏病例。正常对照组(NC组)：30例均为健康体检者，男19例，女11例，平均年龄(63.75±9.38)岁，与CHF组比较差异无显著意义。
1.2 方法 采用蓝港公司生产的HOLTER-STAR动态心电图分析系统，同时记录CMV1，CMV3，CMV5三通道24 h心电图，以人机对话方式分析心电信号。Poincare散点图：以相邻二个窦性心动周期的前一个R-R间期长度RRn(ms)作横坐标，后一个RRn+1(ms)作纵坐标，由此绘制的相邻R-R间期散点图即为Poincare散点图。矢量长度指数(VLI)：衡量R-R间期散点图长度指标；矢量角度指数(VAI)：衡量R-R间期散点图在45°线两边散开程度指标。同时观测SDNN，SDSD，VLI和VAI，并分别观察它们24 h、清醒、睡眠时变化，清醒时间定为5∶00～23∶00，睡眠时间定为23∶00～5∶00，散点图绘制及VLI，VAI，SDNN，SDSD的计算均由计算机自动处理，对VLI和SDNN，VAI和SDSD进行直线相关分析。
, 百拇医药
1.3 统计学处理 采用SPSS统计软件进行统计学处理，引用参数均以
±s表示，用t检验及直线相关分析，以P<0.05表示差异有显著意义。2 结果
2.1 Poincare散点图的形状 NC组均呈慧星型，CHF组呈鱼雷型者20例，短棒状者10例。
2.2 NC组与CHF组VLI，VAI，SDNN，SDSD变化 NC组24 h、清醒、睡眠时的VLI，VAI、SDNN，SDSD均高于CHF组，差异具有非常显著意义(P<0.01)，NC组VAI睡眠时高于清醒时，而CHF组清醒时高于睡眠时，差异均具有显著意义(P<0.05)，见表1。
表1 NC组与CHF组VLI，VAI，SDNN，SDSD的变化
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(均n=30) 组别
VLI(ms)
VAI(ms)
SDNN(ms)
SDSD(ms)
NC组24h
177.21±42.35
0.85±0.21
151.15±40.19
30.61±7.42
清醒
164.35±39.48
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0.72±0.24
137.95±30.78
21.69±6.02
睡眠
125.17±31.98
0.93±0.30
103.88±23.32
30.06±7.47
CHF组24h
88.09±43.58*
0.41±0.08*
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64.59±36.17*
11.28±6.76*
清醒
88.92±47.95*
0.42±0.09*
65.29±39.72*
16.64±3.25△
睡眠
69.22±29.56*
0.38±0.07*
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57.82±33.85*
9.63±4.45*
注：与NC组比较，* P<0.01；△ P<0.05
2.3 VLI与SDNN，VAI与SDSD相关性 60例(NC组和CHF组各30例)VLI与SDSD呈正相关(r＝0.734，P<0.01)，VLI与SDNN呈正相关(r＝0.751，P<0.01)。
3 讨论
心率变异是检测心脏植物神经张力的一项无创性指标，能反映心血管自主神经活性及平衡，其线性分析及Poincare散点图分析均能反映心脏植物神经功能状况，但HRV的线性分析是以R-R间期为基础进行数理分析，有可能损失某些信息，而心率调控是非线性的混沌过程，Poincare散点图是根据混沌理论对HRV采取非线性分析的方法。Denton等[3]认为散点图能更好地反映HRV非线性变化过程。
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Poincare散点图能定性分析植物神经功能，其各个散点是以45°角的直线作轴心分布，其长度即沿45°角方向的长度，反映24 h平均心率变化，是迷走神经与交感神经共同作用的结果。迷走神经张力增高使心率减慢，R-R间期增大，散点远离原点，构成散点图的尾；交感神经张力增高使心率增快，R-R间期缩小，散点则接近原点，构成散点图的头。其宽度即垂直于45°线散开的程度，反映瞬时心率快速变化，与迷走神经有关。本研究中正常人散点图均呈慧星型，特点是体长尾大头小，表明正常人24 h心率波动程度大，迷走神经兴奋，心率减慢则心律不齐程度增大；反之，心律不齐程度缩小。CHF组呈鱼雷型及短棒型，其长度、宽度较NC组明显缩小，说明CHF患者24 h心率波动程度缩小及瞬时心率快速变化程度缩小，提示CHF患者迷走神经受损。
王彦等[4]在分析心肌梗塞患者的散点图时认为，鱼雷型的形成是交感神经张力相对增高，迷走神经张力降低所致。在CHF时自主神经对心脏调节能力明显减弱，具体表现为心脏迷走神经张力明显下降，而交感神经调节功能无明显增强[5]。因此，交感神经张力相对增高，使散点向头部集中，长度缩短，可能只是形成鱼雷型的部分原因，而迷走神经受损使散点图长度和宽度缩小，尾部消失，可能是形成鱼雷型的主要原因。
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HRV的SDNN包含了24 h中各种频率成分，反映其总体情况，SDSD反映心率快速变化与迷走神经有关[6]，通过相关性研究表明：VLI与SDNN，VAI与SDSD呈正相关，说明VLI与SDNN，VAI与SDSD具有相同临床意义。正常人VAI睡眠时高于清醒时，表明夜间迷走神经占优势，符合正常规律；而CHF组VLI明显低于NC组，且24 h、清醒、睡眠时的VAI均低于正常人，睡眠时高于清醒时的现象消失，提示CHF患者迷走神经受损。通过本组病例的分析，提示Poincare散点图既能直观地反映CHF患者心脏植物神经功能状况，结合其量化指标又可定量分析CHF患者HRV的变化。
参考文献
1，宋有城，万立礼，胡桃红，等. 充血性心力衰竭患者心率变异分析. 中华心血管病杂志，1995，23(2)：107～109.
2，廖禹林，贾世纯，付真，等. 慢性充血性心力衰竭患者心率变异分析. 临床心血管病杂志，1995，11(6)：344～346.
, 百拇医药
3，Denton TA,Diamond GA,Helfant RH,et al.Fascinating rhythm:a primer on chaos theory and its application to cardiology. Am Heart J,1990，120(6)：1419～1440.
4，王，彦，胡大一，张均华，等. Lorenz散点图分析心率变异的临床应用. 起搏与心脏，1993，7(1)：9～12.
5，郑，军，张，荣，张立藩，等. 心率变异研究方法及其临床应用. 中国循环杂志，1994，9(5)：312.
6，Task Force of the Europen Society of Cardiology and North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart rate variability,standards of measurement,physioloical interpretation and clinical. Circulation,1996，93(5)：1043～1065.
(收稿日期：1999-12-10), 百拇医药