基于因子分析與聚類分析的室性早搏證候要素與中醫證候特點研究*

馮文帥，孫曉，郭流漓，劉祎曼，任明

（1.天津中醫藥大學，天津 301617；2.天津中醫藥大學附屬保康醫院，天津 300073）

室性早搏（PVC）是起源于右心室或左心室的異位搏動，是常見的心律失常，發病率為3%～20%，且與年齡呈正相關，易于反復，常見心悸、胸悶等癥狀[1]。與多種致病因素相關，包括高血壓、冠狀動脈疾病、器質性心臟病、肺部疾病和電解質紊亂[2-3]。部分不合并器質性心臟病的PVC 患者無明顯癥狀，但大部分PVC 患者具有心悸、胸悶等癥狀的，嚴重影響患者的生活質量，甚至可并發室顫，威脅人民健康[4]。有研究表明，合并器質性心臟病及高血壓病的PVC患者可增加病死率[1]。

根據PVC 的臨床癥狀特點，將其歸為“心悸”范疇。中醫藥在改善PVC 的臨床癥狀方面具有獨特的優勢，需要辨證施治，方能發揮中醫藥的優勢。辨證論治是中醫精髓所在，在疾病診療過程中，司外揣內，抓準病機，掌握疾病的證候，才能發揮出中醫藥的最大優勢。然而，由于各家學派及地理因素的差異，現代醫家對PVC 的辨證各有千秋，但是這也為醫家在臨床上對PVC 辨證施治帶來了許多困難；這些證候是否有跡可循，基于真實世界積極研究PVC的證候證素特點及其規律，并在臨床上初步形成PVC證候共識的意義是非常重大的。因此，本研究以全國各地43 家醫院的669 例PVC 患者為研究對象，通過因子分析初步探尋PVC 患者的證候要素及其分布特點，為了明確PVC 的病機概要，本研究進一步通過系統聚類分析探尋PVC 的證候特征，旨在為臨床早期干預PVC 辨證論治提供參考。

1 臨床資料

1.1 病例來源 本研究病例來源于國家重點研發計劃“心速寧膠囊治療PVC 的有效性、安全性及受益-風險評價研究”800 例中的具有完整臨床癥狀和舌象的669 例PVC 患者。“心速寧膠囊治療PVC 的有效性、安全性及受益-風險評價研究”病例來源于2018 年12 月至2022 年12 月在天津中醫藥大學第一附屬醫院、山東大學齊魯醫院、廣州中醫藥大學第一附屬醫院等全國各地43 家醫院就診的PVC 患者。本研究的臨床試驗注冊號為ChiCTR1900024979，并通過了天津中醫藥大學醫學倫理委員會的倫理審查（TJUTCM-EC20190002）。

1.2 診斷標準 參考2014 年美國心律協會等聯合發布“室性心律失常專家共識”[5]。臨床上主要用十二導聯心電圖診斷PVC，包括提前出現的QRS-T波群，其前無P 波；QRS 時間多在0.12 s 以上；具有完全的代償間歇。

1.3 納入標準 1）自愿簽署知情同意書；2）年齡≥18 歲，≤75 歲；3）符合西醫室性期前收縮診斷并符合以下指標：PVC 次數≥3 000 次/24 h；4）PVC 癥狀持續1 周以上。

1.4 排除標準 1）急性冠狀動脈綜合征的患者（急性ST 段抬高性心肌梗死、急性非ST 段抬高型心肌梗死和不穩定型心絞痛患者）；2） 美國紐約心臟病學會（NYHA）分級Ⅲ、Ⅳ級患者或左射血分數＜40%者；3）血液、內分泌等系統疾病導致的PVC；4）妊娠或哺乳期婦女，精神病患者；5）合并肝、腎等嚴重原發性疾病，其中血丙氨酸氨基轉移酶（ALT）、谷草轉氨酶（AST）、血肌酐（Scr）＞正常上限1.5 倍者；6）臨床癥狀和舌象數據缺失者。

2 研究方法

2.1 患者四診信息采集 首先，由16 名副主任或主任醫師結合文獻及臨床經驗制定“中醫證候、舌象觀察表”，并經過多次專家論證。中醫證候包括心悸、胸悶、失眠、多夢、口干等臨床癥狀，舌象包括舌色、舌形、舌苔等。經過培訓的心血管內科醫師根據觀察表內容對患者進行一對一信息采集，并在觀察表里寫上真實結果，簽字確認。

2.2 中醫癥狀頻次分析 根據真實情況，對記錄的臨床癥狀及舌象進行分析，按照癥狀和舌象出現的頻率依次排序。

2.3 樣本量估計 為了對數據進行有效處理，經過統計學分析，選取的樣本量當以研究因素數的10～20 倍較為合適[6]。本研究的研究因素數是34 個（19 個臨床癥狀因素和15 個舌象因素），樣本量為340～680 例最為合適，故本研究納入的669 例PVC患者滿足樣本量需求。

2.4 統計學方法 運用Excel 2010 建立數據庫，對患者性別、年齡、合并病進行統計分析，采用SPSS 25.0 軟件對臨床數據進行因子分析中主成分分析法提取PVC 患者的證候要素，在因子分析的基礎上進行聚類分析。定量資料采用均數±標準差（±s）進行描述；定性資料采用頻數、百分比描述。

3 結果

本研究共納入669 例PVC 患者，其中男305 例（45.59%），女364 例（54.41%），平均年齡（52.20±14.05）歲。常見合并病有高血壓病（211 例，占比31.54%）、冠心病（117 例，占比17.49%）、腦梗死（53 例，占比7.92%）、高脂血癥（53 例，占比7.92%）、糖尿病（51 例，占比7.62%）、胃炎（31 例，占比4.63%）等疾病。見表1。

表1 PVC 常見合并癥Tab.1 Common comorbidities of PVC

3.1 患者臨床癥狀分布 如表2，PVC 最常見的臨床癥狀為心悸，其次為胸悶、急躁易怒、失眠、口干、倦怠乏力、多夢、口苦、頭暈目眩、易驚、面色無華、盜汗、五心煩熱、形寒肢冷、唇甲青紫、食少納呆、惡心嘔吐、小便短少、下肢浮腫。

表2 669 例PVC 患者的臨床癥狀分布Tab.2 Distribution of clinical symptoms in 669 patients with PVC

3.2 患者舌象分布 PVC 患者最常見的舌色為淡舌，占比47.23%，其次為舌紅、舌胖大等；最常見的苔色為白苔，占比73.09%，其次為黃苔等；最常見的苔質為膩苔，占比45.59%，其次為薄苔等，見表3。

表3 669 例PVC 患者的舌象分布Tab.3 Tongue distribution in 669 patients with PVC

3.3 患者證候要素提取結果 借助SPSS Statistics 25.0 對34 個研究因素進行因子分析，選擇Bartlett的球形度和Kaiser -Meyer -Olkin （KMO） 檢驗，Bartlett 球形度檢驗P＜0.001 及KMO 值為0.681＞0.5（如表4），比較符合做因子分析，借助主成分分析法及凱撒正態化最大方差法，獲得因子分析碎石圖（如圖1），斜率越大，因子越有意義，經過34 次旋轉迭代，獲得旋轉矩陣。提取初始特征值＞1，因子總貢獻率為59.46%，設載荷系數最小絕對值為0.45，獲得12 個公因子（如表5、6）。經過詢問多個專家的意見，并對每一組因子組合進行證候要素、病位命名。計算因子分析獲得的每個公因子得分，得分最高者表示該患者最明顯的證候要素。研究結果顯示，PVC 患者主要涉及的證候要素為血虛、陽虛、痰、火（熱）、氣虛、血瘀、水飲、陰虛，病位主要涉及心、脾、肝、腎、肺等臟腑，并不局限于心。

圖1 碎石圖Fig.1 Lithotriptic chart

表4 KMO 檢驗及Bartlett 球形檢驗結果Tab.4 Results of KMO test and Bartlett’s sphere test

表5 669 例PVC 患者證候要素總方差Tab.5 Total variance of evidence elements in 669 patients with PVC

表6 各因子變量構成Tab.6 Composition of factor variables

3.4 證候要素分布特點 按照證候要素將12 個公因子進行合并，血虛的公因子F1 用f1 表示；陽虛的公因子F2 用f2 表示；痰的公因子F3 用f3 表示；火的公因子包括F4、F5、F10、F12 用f4 表示；氣虛的公因子F5 用f5 表示；血瘀的公因子包括F7、F11 用f6 表示，水飲的公因子F7 用f7 表示；陰虛的公因子F8 用f8 表示。計算因子分析獲得的每個公因子得分，得分最高者表示該患者最明顯的證候要素。研究結果顯示，PVC 患者最主要涉及的證候要素為火（熱），其余依次為陽虛、痰、血虛、水飲、血瘀、氣虛、陰虛。見表7。

表7 PVC 患者證候要素分布特點Tab.7 Characteristics of the distribution of evidence elements in patients with PVC

3.5 基于公因子的聚類分析 將34 個因素進行因子分析所得的12 個公因子進行聚類分析，經過歐式距離、平方歐式距離、余弦、皮爾遜相關性、切比雪夫及明可夫斯基的嘗試，最后選擇運用明可夫斯基進行聚類分析，當采用明可夫斯基時，獲得的變量組合具有較強關聯。經過詢問多個專家的意見，最后一致認為，當截距為12.5，聚為5 類時各組層次清晰且具有中醫辨證特征，符合臨床實際，如圖2。臨床上常見的PVC 患者的證候類型為痰火擾心證、心脾兩虛證、瘀阻心脈證、心陽不振證、陰虛火旺證，見表8。

圖2 PVC 患者證候因子聚類分析結果Fig.2 Results of cluster analysis of evidence factors in patients with PVC

表8 PVC 患者證候因子聚類分析結果Tab.8 Results of cluster analysis of evidence factors of patients with PVC

4 討論

辨證論治是中醫認識疾病和治療疾病的基本原則，證候具有多維界面、內實外虛、動態時空3 個特征，是1 個非常復雜的立體結構網絡[7]。中醫證候判斷的困難會隨著證候維度的增高而增大。這就需要將繁瑣的證候通過“降維”分解為簡單、清晰的證候要素，這有利于醫者更清晰、便捷地認識疾病的核心病機。而因子分析是數據降維的常用方法，在眾多錯綜復雜的變量中提取共性因子，利用線性思維探尋眾多變量背后所隱藏的關系[8]。系統聚類分析根據變量的親密度進行集合聚集，同一簇內的變量具有相似性、同一性，不同集合內的變量具有差異性[9]。聯合運用因子分析和系統聚類，提高了降維、聚類所得結果的準確度和可信度。同時，本研究通過多領域、多學科交叉的方法克服了辨證中的主觀性差異，為中醫證候體系的規范化、客觀化研究提供了參考。

本研究結果顯示，PVC 常見合并病有高血壓病、冠心病、腦梗死、高脂血癥、糖尿病等疾病。PVC患者常用西藥有美托洛爾、美西律等藥物。PVC 患者常用中藥有參松養心膠囊、穩心顆粒等藥物。PVC最常見的臨床癥狀為心悸，其次為胸悶、急躁易怒、失眠、口干、倦怠乏力、多夢、口苦、頭暈目眩等癥狀。本研究采用因子分析法中主成分分析法對PVC患者的臨床證候、舌象進行降維統計，獲得12 個公因子，涉及8 個證候要素，其中主要證候要素為火（熱），其余依次為陽虛、痰、血虛、水飲、血瘀、氣虛、陰虛；病位在心，與脾、肝、腎、肺等臟腑密切相關。將34 個因素進行因子分析所得的12 個公因子進行聚類分析，結果確定了PVC 的5 種中醫證型：痰火擾心證、心脾兩虛證、瘀阻心脈證、心陽不振證、陰虛火旺證。

清代陳士鐸[10]善用五行論治心悸，心者，五行屬火，肝木為其母，脾土為其子，肺金為其克者，腎水為克之者，五臟病變皆可引起心火妄動，引發心悸，與本研究所得的PVC 主要證候要素為火（熱）相符合。《丹溪心法》指出“責之虛與痰”，認為痰火和血虛是心悸致病的主要證候要素。現在生活節奏快，壓力較大，常常精神受到刺激、思慮郁怒，氣郁化火煉液為痰，痰火內盛，或外感熱邪，熱灼津液，熬制為痰，內擾心神，心神不寧，發為心悸。《證治匯補》認為“陽氣內虛，狀若驚悸”；《備急千金要方》云“厥逆太陽則榮衛不通，陰陽反錯……虛則驚掣心悸”。認為心悸的病因為陰陽失衡，陽氣內虛。現代理論認為心悸病機為氣血陰陽虧虛，心失所養，或邪擾心神，心神不寧，其病位在心，而與肝、脾、腎、肺密切相關[11]。張伯禮認為心悸的發生多因體質虛弱、飲食勞倦、七情所傷、感受外邪及飲食不當等，以致氣血陰陽虧虛，心神失去滋養，或痰、飲、火、瘀阻滯心脈，擾亂心神，而發心悸，與本研究結果相一致[12]。王慶國認為水飲飄動不居，內外上下，無所不到，在表則為水腫，在心則發心悸[13]。鄧鐵濤指出痰和瘀是心悸發病的誘因，其本質在于脾虛，不足以運化水液，凝聚成痰；馭氣行血功能失司，血行不暢，致使血脈瘀阻[14]。在李東垣“陰火”理論的指導下，王昀等[15]指出當從脾胃入手治療PVC，以健脾益氣為要，健脾以升陽，水谷精微上行于心肺，血旺則心悸消。現代多數醫家指出心悸的致病因素多為痰火擾心[16]，清朝唐容川《血證論·怔忡》指出，痰邪客居于心，阻遏心氣，則發心悸；《千金要方》中提及，痰火擾心，可致心氣大亂，引發善驚易恐。本研究結果與古今醫家對心悸的理解皆相符合，故本研究所得結果可為臨床上對PVC 辨證論治提供參考。

本研究采用因子分析和聚類分析初步探尋了PVC 的證候要素特點以及分布規律。PVC 以火（熱）為最常見的證候要素，其余依次為陽虛、痰、血虛、水飲、血瘀、氣虛、陰虛；病位在心，與脾、肝、腎、肺等臟腑密切相關。痰火擾心證、心脾兩虛證、瘀阻心脈證、心陽不振證、陰虛火旺證為PVC 常見中醫證候。該研究納入的病例來源于1 項大樣本的臨床試驗。由于臨床試驗嚴格的納入和排除標準，收集到的患者特征可能與真實世界環境下有一定差異性，本研究所得PVC 的證候要素及中醫證候特點可能與真實世界下有所差異。由于本研究未納入脈象、樣本量較小，擬進一步大樣本、大數據全面分析PVC的證候要素特點以及其分布規律。