基于ECG-ViEW 數據庫的心房顫動心電圖QT 間期校正方法比較

張鳳至 陳舒寧 徐宗政 王悅 李媛 王德國

QT 間期是包括心室去極化和復極化過程的心室電活動時程,在心電圖上從QRS 波起始位置到T 波結束。QT 間期的精確測量對評估尖端扭轉型室性心動過速(簡稱室速)的發生風險十分必要,尤其是當個體存在電解質失衡、遺傳易感性及藥物風險[1]時。由于復極化過程隨心率的加快而縮短,且受到前一個心電周期的影響,因此,臨床上常需要對測定的QT 間期進行校正。目前最常用的QT 間期校正方法是Bazett 公式[2],但在心動過速或心動過緩時其校正效果不佳[3]。

心房顫動(簡稱房顫)是全球最常見的持續性心律失常,而房顫患者中QT 間期延長與較高的死亡率有關[4]。由于房顫時心率絕對不規則,且常需使用抗心律失常藥物,目前尚未找到合適的公式可用于校正房顫時的QT 間期,而臨床上大部分心電圖記錄并不提供QT 間期及其校正值。既往的小樣本研究比較了房顫患者分別在房顫及竇性節律下不同QT 間期校正方法的應用效果,提示Bazett 公式存在不足,并推薦Fridericia 公式和Framingham公式[5-6]。大樣本的數據分析顯示,Rautaharju 公式和Hodges 公式較Bazett 公式能更好地校正房顫患者的QT 間期并預測預后[7-8]。本研究將使用ECG-ViEW 數據庫對同一患者在房顫及竇性節律下的QT 間期進行真實世界分析,旨在探討適用于房顫患者的QT 間期校正方法,以期為臨床提供參考。

1 資料與方法

1.1 數據下載及篩選

ECG-ViEW 是韓國一個大型單中心的心電圖數據庫(http:∥www.ecgview.org)[9]。從數據庫979 273 份心電圖結果中選擇無P 波、PR 間期,心率＜160 次/min,且QRS 波時限＜120 ms 的心電圖作為研究對象,最終篩選出了12 990 份房顫節律心電圖和27 656 份竇性節律心電圖(圖1),比較房顫患者心電圖QT 間期在房顫及竇性節律下的差異。在入選的研究對象中,有5 710 例患者同時具有房顫及竇性節律心電圖,分別探討Bazett、Fridericia、Framingham 及Hodges 公式在這兩種節律下對QT間期的校正效果,并分析經不同公式校正所得的QTc 與心率及QT 間期測量值之間的線性關系。

圖1 體表心電圖的篩選流程

1.2 QT 間期校正方法

根據以下公式[10]分別對下載數據中的QT 間期進行校正:

其中,QT 表示QT 間期;RR 表示RR 間期;HR 表示心率。

1.3 統計學處理

2 結果

2.1 房顫患者在房顫及竇性節律下的心電圖比較

與竇性節律下相比,房顫患者在房顫節律下的平均心率明顯加快,RR 間期、QRS 波時限、QT間期均明顯縮短,而QTc 顯著延長(P均＜0.01)。在兩種節律下,經Bazett 公式校正的QTc 與數據庫心電圖提供的QTc均相似。Fridericia 與Framingham 公式校正后的QTc 仍小于竇性節律下數據庫心電圖提供的QTc。經Hodges 公式校正后所得QTc 在兩種節律下差異無統計學意義。見表1。

表1 房顫患者在房顫及竇性節律下的心電圖參數比較

2.2 房顫患者在房顫及竇性節律下QT 間期及QTc隨心率的變化情況

房顫患者竇性節律下心電圖QT 間期隨心率的加快而縮短(圖2a 中藍色圓圈所示,掃描OSID 碼可查閱彩圖)。在竇性節律下,經Bazett 公式校正后QTc 與心率呈正相關(斜率＞0,圖2a 中綠色圓圈所示);經Fridericia 和Framingham 公式校正后,QTc與心率呈負相關(斜率＜0);Hodges 公式校正后所得QTc 與心率的線性相關系數較小,擬合直線與x軸幾乎平行。同樣地,在房顫心律下,Hodges 公式校正后所得QTc 與心率的線性相關系數也較小,在一定程度上消除了心率對QT 間期的影響。見圖2b。

圖2 不同公式校正的QTc 與心率的線性關系

2.3 房顫患者QTc 與QT 間期測量值的線性關系

如表2 所示,經Bazett 公式校正的QTc 與QT間期呈正線性關系,經上述不同公式校正后的QTc 與QT 間期的線性相關系數增大,提示線性擬合度更高。Fridericia 和Framingham 公式校正的QTc 與QT 間期之間的線性相關性最強,提示QTc 對心率的曲線擬合度最佳。Hodges 公式校正的QTc 與QT 間期的線性相關性強于Bazett 公式,但弱于Fridericia 和Framingham 公式。與竇性節律下相比,在房顫節律下經這4 種公式校正的QTc 與QT 間期的擬合直線斜率減小,線性相關性減弱。

表2 房顫患者心電圖QTc 與QT 間期測量值的線性回歸分析

3 討論

臨床藥物治療中通常需要關注QT 間期及QTc,以評估長QT 間期引起的尖端扭轉型室速[10],如應用Ⅲ類抗心律失常藥物[11]、某些抗癌藥物[12]時。采用合適的QT 間期校正公式可以更科學地評估藥物對QT 間期的影響。然而,對于房顫患者心電圖QT 間期的測量和校正,至今仍缺乏臨床公認的方法,主要原因有兩方面:一是房顫心電圖本身的特殊性,如房顫f 波會影響QRS 波起點及T 波終點位置的判定;二是房顫心電圖的RR 間期絕對不規則,導致QT 間期測定值隨心跳逐搏改變,因此QT 間期的估算極為困難。此前的小樣本研究中采用10 次連續測定的QT 間期平均值[13]或通過記錄10 s 的QT 間期均值[14]來估算QT 間期。最近TARABANIS 等[15]基于心電圖數據庫,運用人工智能對房顫患者的QTc 進行估算,獲得了較好的預測效果。本研究通過對ECG-ViEW 數據庫中篩選的5 710 例房顫患者的40 646 份心電圖數據進行分析,比較房顫及竇性節律下的QT 間期,以及當前常用的4 種QT 間期校正公式在這些房顫患者中的應用效果。

本研究結果表明,心電圖數字記錄的QT 間期在房顫及竇性節律下有所差別,與竇性節律下相比,當房顫發作時,患者心率加快、RR 間期縮短,測得的QRS 波時限縮短,QT 間期也相應縮短。本研究中的所有心電圖均來自同一中心的心電圖數據庫,房顫時的QRS 波時限小于其在竇性節律下,提示自動測量的QRS 波時限可能被低估了。對同一患者測定的QT 間期在房顫及竇性節律下明顯不同,提示房顫時測定的QT 間期不能直接反映心室復極化時程。

現有的QT 間期校正公式的作用主要在于消除心率對復極化的影響。本研究發現,臨床常用的Bazett 公式校正所得的QTc 在房顫節律下顯著大于其在竇性節律下;竇性節律下Fridericia 公式與Framingham 公式校正后的QTc 仍小于數據庫心電圖提供的QTc;只有經Hodges 公式校正后的QTc 在房顫及竇性節律下比較,差異無統計學意義。既往研究顯示,Bazett 公式可能會過度校正QT 間期,尤其是在心動過速和房顫時[8]。該公式高估了存在潛在風險的QT 間期延長者的數量,可能導致采取不必要的臨床措施,從而影響這部分患者中首選藥物的使用[16]。與Bazett 公式相比,Fridericia 公式與Framingham 公式在房顫患者心電圖QT 間期校正方面優勢顯著[5-6]。

臨床上理想的QT 間期校正公式應消除心率的影響,即使QTc 對心率的回歸直線斜率(B值)顯著減小,最好接近0。本研究結果顯示,無論男女、無論是否發作房顫,QT 間期與心率之間均呈顯著的負線性關系。經Bazett 公式校正后QTc 對心率的回歸直線斜率減小,但在房顫節律下QTc 與心率的R2值仍較高,提示Bazett 公式仍然未能有效減小心率對QT 間期的影響。經Fridericia 與Framingham 公式校正的QTc 與心率之間的回歸直線斜率仍較大,且女性患者更大。Hodges 公式校正的QTc 對心率的校正效果最好,回歸直線幾乎不受心率影響,且對男性患者的校正效果更好。RABKIN 等[17]研究了正常人運動期間不同QT 間期校正公式的應用效果,結果顯示隨著心率的加快,Bazett 公式校正所得的QTc 增大,Fridericia 和Framingham 公式校正所得的QTc 減小。相比之下,運動期間Hodges 公式校正所得的QTc 并不穩定。對于復律后的房顫患者,由于心率突然大幅下降,QTc 也會相應地出現大幅波動[18]。

理想的QT 間期校正公式還需要具有普適性,即在一般人群中測定的QT 間期與QTc 曲線擬合度較好。本研究中Bazett 公式校正所得的QTc 與QT間期測量值之間的線性回歸擬合度較差,其R2值＜0.6,回歸系數B值＜0.4。分別經Fridericia 與Framingham 公式校正所得的QTc 與QT 間期測量值的線性關系較好,R2值在0.7～0.9,回歸系數B值＞0.5。Hodges 公式校正的QTc 在房顫及竇性節律下均與心率有較好的直線關系,且在不同性別患者中的校正效果接近。因此,Hodges 公式校正房顫患者QT 間期的效果較好,是預測房顫患者QT 間期延長及心律失常風險的潛在臨床指標。

作為基于數據庫的回顧性研究,本研究不可避免地存在一些不足。首先,本研究缺乏患者的具體疾病、藥物治療情況等完整的臨床資料,因此不能排除這些因素對心電圖QT 間期的影響。其次,ECG-ViEW 數據庫存儲的是數字化心電圖信息,不能獲得心電圖圖像資料,從而無法對其逐一進行人工復核。后續研究可通過收集和分析陣發性房顫患者在房顫及竇性節律下的心電圖,驗證Hodges 公式校正QT 間期的實際效果。另外,數據庫中并未包含患者的預后信息,今后可進一步分析房顫患者經不同公式校正所得的QTc 延長會否影響預后,從而驗證上述公式的臨床應用價值。

總之,本研究通過分析ECG-ViEW 數據庫中篩選的心電圖數據,發現最常用的Bazett 公式在房顫節律下對心電圖QT 間期的校正效果欠佳。Hodges公式在房顫及竇性節律下對QT 間期的校正效果接近,能較好地消除心率對QT 間期的影響,是監測房顫患者QT 間期延長較好的臨床指標。未來需要進一步探討經Hodges 公式校正的QTc 延長在惡性心律失常風險預測中的實際應用價值,從而為預防長QT 間期誘發的惡性心律失常提供簡便有效的評價工具。