基于ECG-ViEW 數(shù)據(jù)庫(kù)的QT 間期校正方法比較

李媛 張鳳至 徐宗政 王悅 陳舒寧 李祥東 王德國(guó)

QT 間期是心電圖上自QRS 波起點(diǎn)至T 波終點(diǎn)所占的時(shí)間,反映心室除極化與復(fù)極化的總時(shí)程。QT 間期延長(zhǎng)與惡性室性心律失常(如尖端扭轉(zhuǎn)型心動(dòng)過(guò)速)相關(guān),嚴(yán)重時(shí)還可能誘發(fā)心臟性猝死[1]。然而,QT 間期隨年齡和性別的不同而變化,也與心率的快慢密切相關(guān):若正常人心率加快,則QT 間期縮短;反之則延長(zhǎng)。因此,臨床評(píng)價(jià)QT 間期時(shí),通常需要對(duì)其進(jìn)行校正,最常采用Bazett's 法,即QTc=QT/[2]。但在心率過(guò)快或過(guò)慢時(shí),該校正法存在明顯不足。有研究提出其他的校正方法,如Fridericia 公式[3]、Framingham 公式[4]以及Hodges公式[5]等。

目前,盡管有少數(shù)研究比較不同的QT 間期校正方法的應(yīng)用效果,但心電圖多源自健康志愿者,心率波動(dòng)范圍相對(duì)較小[5-6],尚缺乏心電圖大數(shù)據(jù)分析。本研究從心電圖警戒電子數(shù)據(jù)庫(kù)(ECGViEW)近百萬(wàn)份的心電圖數(shù)據(jù)中,篩選出心率跨度在30～200 次/min 的心電圖QT 間期,擬通過(guò)不同的QT 間期校正公式進(jìn)行校正,探索其在不同心率范圍的校正效果。

1 方法

1.1 心電數(shù)據(jù)的下載及篩選

ECG-ViEW 是韓國(guó)一個(gè)大型的單中心數(shù)據(jù)庫(kù)(http:∥www.ecgview.org)[7],包括1994 年6 月1 日至2013 年7 月31 日接受檢查的所有患者的數(shù)字化體表心電圖參數(shù)數(shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)庫(kù)信息使用的限制,本研究無(wú)法獲得疾病診斷、藥物及患者性別、年齡等數(shù)據(jù),而僅下載心電圖數(shù)字化信息,用于分析QT間期。首先去除無(wú)P 波及無(wú)PR 間期數(shù)據(jù),隨后去除QRS 波時(shí)限＜40 ms 或＞120 ms 數(shù)據(jù),再去除極快與極慢的心率(心率＜30 次/min或＞200 次/min)、PR 間期極度異常心電圖(PR 間期＜100 ms 或＞300 ms)。本研究最終從數(shù)據(jù)庫(kù)中篩選出了699 778 份心電圖用于分析,并根據(jù)心率將心電圖分為30～60 次/min(112 959 份)、60～100 次/min(530 543 份)、100～150 次/min(53 911 份)及150～200 次/min(2 365 份)這4 組。

1.2 QT 間期校正法

對(duì)下載數(shù)據(jù)中的QT 間期,分別按照下述公式[5]進(jìn)行校正:

其中,RR 為相鄰R 波的間期,QT 為從QRS 波起始至T 波終點(diǎn)的時(shí)間,HR 為心率。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

應(yīng)用SPSS 21.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。心電圖參數(shù)以表示。采用方差分析比較各組的QT 間期,并比較上述4 個(gè)公式所計(jì)算的QTc。再應(yīng)用Pearson 相關(guān)性分析計(jì)算QT/QTc 和HR 之間的相關(guān)系數(shù)。利用線性回歸分析QT/QTc 與相應(yīng)HR之間的關(guān)系,以及不同校正公式所得QTc 值與實(shí)際測(cè)得的QT 間期的關(guān)系。以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 心電圖QT 間期隨心率變化分布

如表1 所示,在ECG-ViEW 數(shù)據(jù)庫(kù)中,心電圖QT 間期在快心率組小于慢心率組。從QT 間期及QTc 的分布區(qū)間可見,當(dāng)心率正常及較快時(shí),數(shù)據(jù)相對(duì)聚集,而當(dāng)心率＜60 次/min 時(shí),QT 間期離散度增加(圖1,掃描OSID 碼可查閱彩圖)。隨著心率的加快,PR 間期、QT 間期、QRS 時(shí)限相對(duì)縮短。方差分析結(jié)果顯示,各心率組的QT 間期及經(jīng)各公式校正后的QTc 比較,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)。經(jīng)Bazett 公式校正后,QTc 在100～150 次/min 心率范圍內(nèi)最長(zhǎng);而經(jīng)Fridericia 和Framingham 公式校正后,QTc 均在30～60 次/min 心率范圍內(nèi)最長(zhǎng);經(jīng)Hodges 公式校正后,最長(zhǎng)QTc 在150～200 次/min心率范圍內(nèi)。

圖1 QT 間期或QTc 隨心率變化的散點(diǎn)分布圖

表1 不同心率范圍內(nèi)的基本心電圖參數(shù)及QTc 比較

2.2 QT 間期及QTc 與心率的相關(guān)性

如表2 所示,未經(jīng)校正的QT 間期與心率在各心率范圍內(nèi)均存在強(qiáng)相關(guān)性(P＜0.01);經(jīng)Bazett 公式校正后,盡管在60～200 次/min 心率范圍內(nèi)兩者仍呈一定的相關(guān)性(r=0.282,P＜0.01),但在30～60 次/min 心率范圍內(nèi)QTc 與心率無(wú)相關(guān)性(r=0.004,P=0.206),在100～150 次/min 心率范圍內(nèi)呈弱相關(guān)(r=-0.060,P＜0.01)。Fridericia 和Framingham校正公式校正所得的QTc 與心率在各心率范圍均呈顯著負(fù)相關(guān),但在60～100 次/min 范圍內(nèi)相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值降低(r分別為-0.074及-0.097),QTc 與心率相關(guān)性減弱。經(jīng)Hodges 校正公式校正所得的QTc 與心率的相關(guān)性降低(r=-0.069,P＜0.01),在30～60 次/min 心率范圍內(nèi)與心率呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.360,P＜0.01),而在150～200 次/min 心率范圍內(nèi)與心率呈顯著正相關(guān)(r=0.336,P＜0.01)。

表2 QT 間期及QTc 與心率的相關(guān)性分析

2.3 QT 間期及QTc 與心率的線性關(guān)系

如表3 所示,線性回歸分析顯示,未經(jīng)校正的QT間期與心率呈線性關(guān)系(P＜0.01);經(jīng)Bazett 公式校正后,在100～200 次/min 范圍內(nèi)QTc 與心率呈負(fù)線性關(guān)系,在60～100 次/min 范圍內(nèi)與心率呈正線性關(guān)系(B=0.728,P＜0.01),但在30～60 次/min 范圍內(nèi)二者無(wú)線性關(guān)系(B=0.024,P=0.206)。Fridericia 和Framingham 校正公式校正所得QTc 與心率在各心率范圍均呈顯著負(fù)線性關(guān)系。Hodges 公式校正所得QTc 與心率在30～60 次/min 心率范圍內(nèi)呈顯著負(fù)線性關(guān)系(B=-2.569,P＜0.01),在60～100 次/min 范圍內(nèi)也呈負(fù)線性關(guān)系,而當(dāng)心率在100～200 次/min范圍內(nèi)時(shí)呈顯著正線性關(guān)系。

表3 QT 間期及QTc 與心率的線性關(guān)系

2.4 QTc 與QT 間期測(cè)定值的線性關(guān)系

如圖2 所示,不同校正公式校正后的QTc 與QT間期呈直線關(guān)系。

圖2 QTc 隨QT 間期變化的散點(diǎn)分布圖

如表4 所示,在30～200 次/min 心率范圍內(nèi)Bazett 公式線性擬合度最差,在60～100 次/min心率范圍內(nèi)4 種校正公式校正所得QTc 均與QT 間期呈線性關(guān)系,以Bazett 公式線性擬合度最差。在30～60 次/min 心率范圍內(nèi),經(jīng)Hodges 公式校正的QTc 與QT 間期的線性擬合度最佳(R2=0.958),而在100～200 次/min 心率范圍內(nèi)二者的線性擬合度較差。

表4 不同公式校正所得QTc 與QT 間期測(cè)定值的線性關(guān)系

3 討論

健康人群之間QT 間期隨心率變化的差異很大,要找到最佳的QT 間期校正公式幾乎不可能。然而,比較不同校正公式所適用的心率范圍仍有必要,因?yàn)橥ㄟ^(guò)尋找區(qū)域“最佳”公式,能夠在一定程度上減少心率對(duì)QT 間期臨床風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估的影響[8]。

正如表1 所見,測(cè)定的QT 間期隨心率加快而縮短,各心率組及各校正公式校正后QTc 并不相同。如Bazett 公式校正后QTc 在100～150 次/min心率范圍內(nèi)最長(zhǎng),而經(jīng)Fridericia 公式和Framingham公式校正后均為在30～60 次/min 心率范圍內(nèi)最長(zhǎng),經(jīng)Hodges 公式校正后最長(zhǎng)QTc 在150～200 次/min心率范圍。相關(guān)性分析(表2)顯示,與校正前的QT間期相比,QTc 與心率相關(guān)性降低,在60～100 次/min心率范圍內(nèi)Hodges 公式校正的QTc 比其他公式校正所得QTc 與心率的相關(guān)度低,在30～60 次/min 心率范圍內(nèi)Bazett 公式校正的QTc 與心率相關(guān)性最低。在150～200 次/min 心率范圍內(nèi),Hodges 公式校正所得QTc 與心率有較高的相關(guān)性。這些結(jié)果提示,在不同心率范圍內(nèi),不同校正公式校正所得的QTc 間期差異較大。采用何種校正公式仍需要臨床研究探索。

通過(guò)心率分組分析發(fā)現(xiàn),當(dāng)心率≥100 次/min時(shí),Bazett 公式對(duì)QT 間期的校正效果要優(yōu)于另外三個(gè)公式。Hodges 在心率＜60 次/min 時(shí)校正效果較好。由此可見,隨著心率的變化,各種校正公式的效能不同,提示臨床應(yīng)根據(jù)心動(dòng)過(guò)緩、正常心率及心動(dòng)過(guò)速等不同的心電狀況選擇合適的QT 間期校正公式。目前,對(duì)于適用于心率＜60 次/min 和＞100 次/min 時(shí)的QT 間期校正方法研究較少,所測(cè)得QT 間期及QTc與心率的線性關(guān)系在不同報(bào)道中差別很大[6,9]。DOGAN 等[6]的研究中,心率＜60 次/min 的低心率心電圖僅4 例,＞120 次/min 的快心率心電圖僅8 例,回歸方程無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。本研究結(jié)果與既往的小樣本研究[10-11]有相似之處,但是本研究中納入的低心率和快心率的心電圖較多,QTc 與心率之間的回歸方程有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

理想的校正公式需要QTc 與測(cè)定的QT 間期盡可能呈線性擬合關(guān)系且離散程度較低。在正常心率范圍內(nèi),常用的4 種校正公式校正所得QTc 與心率呈較好的線性關(guān)系,但在心率過(guò)慢或過(guò)快時(shí)校正效果欠佳。通過(guò)進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),低心率范圍(30～60 次/min)內(nèi),Hodges 公式表現(xiàn)出較好的線性關(guān)系;而快心率范圍(100～200 次/min)內(nèi)除Hodges 公式外,經(jīng)其他三種公式校正的QTc 均與心率之間呈現(xiàn)出較好的線性關(guān)系。

本研究尚有明顯的不足之處。首先,由于ECG-ViEW數(shù)據(jù)庫(kù)的開放程度不夠,無(wú)法獲得患者的性別、年齡、住院時(shí)間及用藥等影響QT 間期的數(shù)據(jù),因此尚不能明確QT 間期延長(zhǎng)的切點(diǎn)值。其次,該數(shù)據(jù)庫(kù)未提供疾病診斷信息,因此不能進(jìn)一步分析疾病對(duì)QT 間期的影響。另外,數(shù)據(jù)庫(kù)僅提供數(shù)字化的心電圖信息,無(wú)法對(duì)心電圖做進(jìn)一步的人工核查。但在數(shù)據(jù)篩選上,本研究剔除了可能是心房顫動(dòng)或心房撲動(dòng)(無(wú)P 波)、寬QRS 波(可能為束支阻滯)、嚴(yán)重PR 間期異常等心電圖。

總之,本研究表明,最常用的Bazett 公式在總體心電圖范圍內(nèi)對(duì)QT 間期校正效果不佳,特別是對(duì)心率過(guò)慢者。Hodges 公式在低心率心電圖中校正效果較好,而在快心率心電圖中校正效果不佳;Fridericia及Framingham 公式在正常及快心率心電圖中校正效果較好。未來(lái)需要通過(guò)對(duì)臨床相關(guān)疾病及不良預(yù)后,如猝死、惡性心律失常、長(zhǎng)QT 間期綜合征、短QT 間期綜合征等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,進(jìn)一步探討這些校正公式在不同疾病中的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值[3],從而為預(yù)防QT 間期異常相關(guān)惡性心律失常提供恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)工具。