窦性心律及窦性心律失常

向晋涛

窦性心律及窦性心律失常

向晋涛

向晋涛，编审，《中国心脏起搏与心电生理杂志》编辑部主任，中国生物医学工程学会心律分会委员，中国心电学会委员。发表心血管学术论文30余篇。研究方向为电生理学、科技编辑和医学科学研究方法。

1 窦性心律发生的原理及心电散点图

1.1 发生的原理窦房结位于上腔静脉与右心房的连接处，呈一扁平椭圆结构，是一结构功能体。正常情况下，窦房结作为一个统一的有机体，行使整体功能，控制心脏的节律，使心率“平滑”地增速或减速；理想状态下，心率的增速与减速遵循正弦曲线的形式[1]。正常情况下，窦房结上部（头部）细胞的兴奋频率快，下部（尾部）细胞的兴奋频率慢，中间细胞的兴奋性介入两者之间。他们彼此协调，以当时机体生理代谢的需要发放适宜的起搏频率起搏心脏。当窦性心律快时，其节律相对规整，窦性心律慢时，其节律相对“不齐”或不规整。当窦房结细胞的兴奋性下降时，可表现为窦性心动过缓；当窦房结细胞的兴奋性增强时，可表现为窦性心动过速，这些表现可是生理性的，亦可是病理性的。当窦房结整体功能不协调时，可表现为窦房结功能的分离，可分为“纵向分离”和“横向分离”[2]。当窦房结功能整体降低时，还可表现为心率的整体变化范围变窄，以及心率的瞬时变异范围变小。

1.2 心电散点图心电散点图（Lorenz散点图）是将相邻的R-R间期分别为横、纵坐标在二维直角坐标系中作点，一段时间心搏（可为24h，亦可为1h等），依次迭代作点（RnRn+1，Rn+1Rn+2）会形成一定的图形。正常相邻的窦性R-R间期相差不大，因此散点在直角坐标系一象限的45°线上或附近，不会偏离得太大。正常窦性心率的散点图沿45°线分布，呈棒球拍形。一般离原点近的一端尖细（R-R间期短，心率快），离原点远的一端粗大（R-R间期长，心率慢），这符合生理节律快则心率规整，节律慢则心率不规整的特点。这是考查窦性心律散点图的最基本原理。

2 窦性心律及窦性心律失常

一般情况下，正常窦性心律的频率在60～100次/min（目前认为正常范围心率在50～110次/ min，心率的正常与异常频率划分的绝对值只是人为的划分，正常与异常值之间无绝对的界线，但有一个过渡区）。因此，正常的窦性心律的R-R间期被认为600～1 000ms，心率是100～60次/min与之相对应，600ms以下的R-R间期为心动过速，1 000ms以上的R-R间期为心动过缓；连续的窦性R-R间期变化有其自身的规律性，具有整体特性，当出现整体性中的扰动，则会呈现期前收缩与逸搏；当出现整体性中的部分全体不协调时，则会出现整体功能的分离[2]。目前根据Lorenz散点图的现象，通过相应的心电图证实，介绍窦性心律以及几种窦性心律失常的散点图（其中有几种心律失常是通过散点图发现的）。

2.1 窦性心律正常的窦性心律R-R间期在600～1 000ms，R-R间期连续性变化呈整体性，散点图呈棒球拍形，沿45°线分布，任意横、纵坐标点的位置分布在600～1 000ms，近原点端尖细，远离原点端粗大（图1）。

2.2 窦性心动过速窦性心动过缓的R-R间期＞1 000 ms，相应的心率＜60次/min。散点图沿45°线分布，所对应的横、纵坐标点的数字在1 000ms以上的位置。由于心动过缓，故散点图一般不呈棒球拍形，而呈条状或其他形状（图2）。

2.3 窦性心动过速窦性心动过速的R-R间期＜600ms，相应的心率＞100次/min。散点图沿45°线分布，所对应的横、纵坐标点的数字在＜600ms的位置。由于心动过速，R-R间期相对整齐，故散点图一般也不呈棒球拍形，而是呈比较细的条状（图3）。

2.4 窦性心律变异性降低窦性心律的变异性降低，包括整体的变异性降低，即整体心率的变化范围变窄，表现为散点图的长轴（沿45°线分布的长度）变短；另一变异性降低为瞬时变异性降低，即相邻的两个R-R间期差异变小，表现为散点图的短轴（垂直于45°线分布的长度）变短（图4）。

2.5 窦房结功能的“纵向”分离这是心散点图应用以来，通过心电散点图发现的一种新的窦性心律失常[2]。理论上推测窦房结作为一个整体功能而分离为两个彼此独立的功能团块，各自分别交互控制心脏的起搏节律，各自有自身的频率范围，且两个功能团块的频率范围互不重叠，如一个是50～70次/ min；而另一个为80～110次/min。从快频率过渡到慢频率时，节律有温醒现象。散点图表现为沿45°线分布着两个长条形或两个棒球拍形图形，其两个图形交界处左上方或右下方有两种节律（R-R间期）的过渡散点图形（图5）。

图1 正常窦性心律的Lorenz-RR散点图及相应的心电图。A.1h的散点图，图形位于45°线分布，呈棒球拍形，在横、纵坐标为600～1 000ms。B.相应截取的心电图，可见13个R-R间期，平均822 ms,变化范围783～864 ms。相邻两个R-R间期差值最小为10ms（835ms与825ms）～49 ms（796ms与845ms）,因此正常窦性心律的相邻R-R间期变化不会太大。

图2 窦性心动过缓的Lorenz-RR散点图及相应的心电图。A.1h的散点图，图形位于45°线分布，呈条状。横、纵坐标在＞1 000ms的位置。B.相应截取的心电图，可见8个R-R间期，平均1 327 ms，变化范围1 287～1 361ms。相邻两个R-R间期差值为10ms（1 360ms与1 350ms）～44ms（1 331ms与1 287ms）,因此即使是心动过缓，相邻的窦性心律R-R间期变化亦不大。

图3 窦性心动过速的Lorenz-RR散点图及相应的心电图。A.1h的散点图，图形沿45°线分布，横、纵坐标轴的位置在400～700ms，散点相对应的400～600ms为心动过速的散点，而在600～700ms的散点为正常心率。B.相应截取的心电图，24个R-R间期，平均451ms，变化范围443～457ms。相邻两个R-R间期差值为0～5ms。可见窦性心律过快时节律相对较规整。

2.6 窦房结功能的“横向”分离这是心电散点图应用以来，通过心散点图发现的另一种新的窦性心律失常[2]。理论上推测窦房结内的起搏细胞失去了彼此协调的机制，2个起搏位点同时独立地发放起搏兴奋，分别引起心脏兴奋，相当于我们所说的“窦性并行心律”。心电散点图表现为短轴变长，长轴相对变短，2种窦性起搏点的频率可能不同，有的相差较大，使得两两间期组合时，R-R间期的差值变化较大，即瞬时的窦性R-R间期变异性增大。故心电散点图形沿垂直于45°线方向扩展（图6）。

图4 窦性心律变异性降低的Lorenz-RR散点图及相应的心电图。A.1h的散点图，图形沿45°线分布，长轴较短，其横、纵坐标轴的位置在600～780ms，其短轴亦较短。B.相应截取的心电图，17个R-R间期平均622ms,变化范围613～626ms。相邻R-R间期差值为0～12ms。可见心率的整体变化范围窄，瞬时变异性亦低。

图5 窦房结功能的“纵向”分离的Lorenz-RR散点图及相应的心电图。A.1h的散点图，可见沿45°线分布着两段长条形的图形，其左上方和右下方有较密集的散点聚集为两种窦性心律的过渡散点。左上方的集点表现一短一长R-R间期，长的R-R间期为温醒的节律。B.相应截取的心电图，共10个R-R间期，前5个R-R间期为一种窦性心律，频率周长在789～890ms,平均847ms；后5个R-R间期为另一种窦性心律，频率周长为1 149～1 238ms，长1 450 ms和1 302 ms为温醒节律。

图6 窦房结功能的“横向”分离的Lorenz-RR散点图及相应的心电图。A.1h的散点图，可见散点呈团块分布于45°线两侧，较对称，从整体上看图形短轴变成为长轴，长轴变成了短轴。B.相应截取的心电图，14个R-R间期，平均747ms，变化范围717～871ms。相邻两R-R间期差值为2～219 ms，因此瞬时心率变异性有时很大，而节律及不规整不能用窦性心齐解释，推测系窦性并行心律所致。

2.7 窦性期前收缩和窦性逸搏人们很早发现有窦性期前收缩和窦性逸搏的存在，但是通过普通心电图作出诊断往往比较困难，因为在普通心电图上，有限的窦性心搏的R-R间期的差异，很难判定是窦性心律不齐、窦性期前收缩还是窦性逸搏。心电散点图是将一段时间内的所有R-R间期都用点加以展现出来，窦房结内的不同“团块”的兴奋频率范围不一，窦性期前收缩或窦性逸搏以个别的R-R间期出现在主导的窦性R-R间期之中，主导的R-R间期有自身的频率范围。但R-R间期变化的加速度或减速度应该是一致的，理论基础是同一组织的兴奋强度一致，但病理情况下其强度也可不一致，使问题复杂化。典型的窦性期前收缩与窦性逸搏的散点图会形成平行45°线（主导窦性心律）的条索状图形，且关于45°线对称[3]（图7）。

3 小结

根据窦性心律沿45°线分布的位置可诊断窦性心律的频率，根据图形的长短和宽窄可诊断窦性心率变异，根据图形是否分离或变形（短轴变长）可诊断窦房结是否发生了“纵向或横向分离”。根据是否单独分离出平行于45°线的图形，可诊断窦性期前收缩或逸搏，但最终确诊依赖于片段心电图的对照。

图7 窦性期前收缩和窦性逸搏的Lorenz-RR散点图及相应的心电图[3]。A.1h的散点图，可见彼此平行的5条“直线”，其中两两关于中间1条对称，且“直线”长度较短，宽度较窄。B.相应截取的心电图，为便于分析整体节律的变化趋势，截取了两段心电图，共14s。心电图可见有a、b、c 3种R-R间期的变化及分布特征（上条心电图865ms与下条心电图865ms为同一节律）。a为主导窦性节律，R-R间期接近，14个a分别为801，799，801，806，812，793，802，795，798，795，797，801，805，810ms，平均801 ms，在793～812波动，最大变化值19ms，b节律为短节律（窦性期前收缩），有5个，间期分别为735，734，731，727，730ms，平均731ms，在727～735波动，最大变化值8ms。c节律为长节律（窦性逸搏），有6个，间期分别为871，876，857，865，866，864ms，平均867 ms,变化范围为857～871ms，最大变化值14ms。

[1]景永明，向晋涛，相晓军，等.RR-Lorenz散点图形成的几何数学规律及相应的临床意义[J].中国心脏起搏与心电生理杂志，2012，26（4）∶283-287.

[2]向晋涛，李晓清，陈元秀.心散点图揭示的窦房结功能的分离现象[J].中国心脏起搏与心电生理杂志，2013，27（2）∶101-2106.

[3]向晋涛，李晓清，陈元秀.利用时间R-R间期散点图及逆向技术诊断窦性心律合并窦性逸搏和窦性期前收缩一例[J].中国心脏起搏与心电生理杂志，2013，27（5）∶457-2458.

2013-12-30）

（本文编辑：杨丽）

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