摘要：心室复极化时程作为反映心室除极和复极时间的重要的电生理参数，越来越受到关注。它受到许多生理和病理因素的影响，在许多心脏疾病中它表现出明显的特征。我们研究了正常人不同年龄组以及正常人和心脏病人心室复极化时程变异(Repolarization Duration Variability, RDV)和心室复极化时程对RR间期(RTm对RR)依赖性的变化规律。从我们的实验结果看到RDV和RTm对RR依赖性指标均与年龄有关，心脏病人RTm/RR斜率、频域相干性和CV比以及RDV与正常人比较均有非常显著的差异。RDV和RTm对RR依赖性指标将会在临床上评价心脏疾病和功能方面发挥更大的作用。

A Study of Ventricular Repolarization Duration

Variability and Dependence of RTm/RR

Pan JiapuZhu YujiePan Cuiqin

（Department of Biomedical Engineering, Shanghai Second Medical University, Shanghai 200025）

Zhou Liming

（Department of Cardiology, Shanghsi Ninth People's Hospital, Shanghai 200011）

Abstract：As an important electrophysiological parameter that reflects cardiac depolarization and repolarization process, ventricular repolarization duration has been drawing growing attention. It is influenced by several physiological and pathological factors and associated with several cardiac diseases. We studied repolarization duration variability (RDV) and dependence of RTm/RR among normal subjects of different age-groups, as well as between normal subjects and subjects with cardiac diseases. It was found that RDV and dependence of RTm/RR are related to age. There are significant differences in the slope of RTm/RR, coherence, CV ratio and RDV between normal subjects and subjects with cardiac diseases. The RDV and dependence of RTm/RR can be employed in providing a more useful evaluation of cardiac disease and function in clinical care.

Keywords：Ventricular repolarization duration variabilityDependence of RTm/RR CV ratio Coherence▲

1概况

随着心血管疾病日益增多，许多研究者致力于从心电信号中提取能对心脏疾病早期诊断、监护及预后评估的有价值的信息。许多证据表明：在心脏有疾病时，心肌复极化将会改变^［1］。QT间期作为反映心室除极和复极时间的重要的电生理参数，越来越受到关注。

在体表心电图中，QT间期是指QRS波起点和T波终点之间的间隔时间，与心肌细胞的动作电位的除极和复极过程相对应。心室复极化时程是一个复杂的生理参数，受许多生理和病理因素的影响：(1)受RR间期的影响。它与前一心动周期密切相关^［1～3］，正常人的QT趋势图和RR趋势图非常相似^{［1，3，4］}。(2)受到自主神经系统的影响。相同的心率情况下，用增加迷走并减少交感的双重作用可以延长QT间期，这些现象提示QT间期受到自主神经系统的调节^［5］。对正常人体位改变、日夜变化和药物试验中发现，心室复极化时程的变异(RDV)的频域分析结果也与自主神经系统的改变相一致^［2～4］。受控呼吸者的RDV频谱中，高频峰受到呼吸频率的调制^［6］。(3)受心脏疾病的影响。心肌细胞受损时，心肌细胞的动作电位将会改变^［1］，这些变化一定会从心室复极化时程反映出来。(4)受与呼吸同步的心电轴的变动的影响^［2］。自主神经系统对心室复极化时程是否有直接的作用，至今还没有一致的结论，不同的研究者得到不完全一致的结论，存在不同的观点。Merri等认为自主神经系统对QT间期有直接的作用^［3］，而Lombardi认为自主神经系统对QT间期没有直接的作用，只有通过RR间期的间接作用^［2］，因此还值得在生理机制方面作深入研究。

利用QT间期在空间上的变异即QT离散度(QT dispersion, QTd)来研究心脏疾病已有许多报道。近年来，国外有少量研究者开始分析心室复极化时程的变异及心室复极化时程对RR间期的依赖关系，它们在急性心肌梗塞、恶性室性心律失常、扩张性心肌病、冠心病、心绞痛、QT延长综合症和心源性猝死等疾病中表现出明显的特征^{［1，4，7～11］}，为我们检测和诊断心脏疾病提供了很好的分析手段。

我们建立了一套心室复极化时程变异及心室复极化时程对RR间期依赖性的分析方法。利用这套分析方法研究了正常人青年组、中年组和老年组以及正常人和心脏病人心率变异、心室复极化时程的变异及心室复极化时程对RR间期的依赖关系的变化规律，为进一步深入研究心室复极化时程变异及心室复极化时程对RR间期依赖性的临床应用打下了基础。

2方法

2.1数据采集

正常受试者中，青年组15人(年龄：23.7±1.51)，中年组22人(年龄：47.05±4.76)，老年组14人(年龄：64.93±3.75)，性别不限，无心脏病史并心电图检查正常。正常受试者实验前24 h内不吸烟，不喝咖啡类饮料，不喝酒，不吃任何药物，除正常膳食之外，不吃任何其他营养品。

心脏病人组13人(年龄：69.46±8.49)，性别不限，包括心肌梗塞、冠心病、心肌病和心绞痛等心脏疾病。

受试者安静平躺20 min后，采集20 min的心电信号。采样时保持清醒，身体自然放松，自由呼吸，身体尽量不动。

2.2RTm间期检测

由于RTm间期变异的标准差比较小(3 ms左右)，我们采用1 KHz的心电采样频率。同时为避免磁带记录仪抖晃度对RDV的影响，心电信号经我们自行设计的A/D采样板直接存入硬盘，A/D采样板使用双CPU方式，由单片机控制数据采样，PC机控制存盘，采样与存盘通过共享RAM进行交替缓冲，以达到长时间连续采样、存盘的目的。由于T波终点检测比较困难，并且Merri发现只有S。Tm(S波终点到T波峰的时程)保留有QT间期对心率的依赖特性^［12］，又因R峰到S终点的时间较短，但R峰检测更精确，因此我们以RTm来代替QT间期。国外大部分RDV的研究也都用RTm代替QT间期^{［2～4，7～10］}。在T波峰的检测中，T波的幅度相对比较小，而且其微分后成份也不大，我们采用了以相关系数为条件的模板匹配的方法^［6］。

2.3心室复极化时程对RR间期依赖性分析

从下面几方面来分析心室复极化时程对RR间期依赖性的关系。

2.3.1时域相关^［9，11］计算RTm与RR间期的相关系数，相关系数r是表示两个变量间线性关系的密切程度的统计指标。

2.3.2频域相干^{［1，4，7，10］}对RTm与RR间期数据，计算表示频域相干程度的相干函数，相干函数又称为凝聚函数，用来估计自功率谱密度函数和互助率谱密度函数之间的相关性，可以反映各频率成分的相关程度。其定义如下：

相干函数必须在多段平均时应用，P_xx(f)和P_yy(f)是实数相加，而P_xx(f)是向量相加，它可在0≤r(f)≤1的范围内取值。由于只有低频段(0.04～0.15 Hz)受到交感活动的调制，我们计算低频段的平均相干函数的值。

2.3.3RTm/RR回归方程的斜率^［9，11］用稳健估计的统计方法，以RR间期为自变量，RTm间期为应变量，建立直线回归方程，并求回归直线的斜率。稳健意味着对最佳估计量所假设的理想模型，对少量的偏离较大点的不敏感性。

2.3.4CV比用心率变异来归一化心室复极化时程变异的指数^［1］。

其中：CV_RT—RTm间期的变异系数；CV_RR—RR间期的变异系数。

心脏病人心室复极化时程变异显著高于正常人，而其心率变异显著低于正常人^［1］，这样，用心率变异来归一化心室复极化时程变异更能体现出两者之间的差异。

3结果

3.1正常人不同年龄组的HRV、RDV和RTm对RR依赖性

3.1.1不同年龄组的HRV和RDV(见表1)

由表1可见：随年龄增加SD_RR减少，在三个年龄组间有显著差异；随年龄增加SD_RT减少，但在三个年龄组间仅青／老年组间有显著差异；在青／中和中／老组间无显著差异。

表1正常人不同年龄组HRV和RDV的比较