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[摘要] 目的 通过体表心电图频谱分析，探讨主频与心房颤动的关系。方法 随机选取60例心房颤动患者，包括32例阵发性心房颤动（paroxysmal atrial fibrillation，PAF）及28例持续性心房颤动（persistent atrial fibrillation，PeAF），获取体表心电图（surface electrocardiograms，sECG）胸导联心电信号，以V4、V5、V6代表左心房，V1、V2代表右心房，经快速傅立叶变换获取主频值（dominant frequency，DF），分析和比较不同心房频谱在不同类型心房颤动中的特点。结果DF与左心房内径（left atrium diameter，LAD）呈正相关（r=0.67，P<0.01）， 且LAD侧值PeAF组高于PAF（P<0.05）。各组内V1与V2及V4、V5、V6导联DF差异均无统计学意义（P>0.05）[sj1]。PAF组V4-6平均DF值（PAFDFV4-6）明显大于PAF组V1-2平均DF值（PAFDFV1-2）（P<0.01），PeAF组V1-2平均DF值（PeAFDFv1-2）与PeAF组V4-6平均DF值（PeAFDFv4-6）比较差异无统计学意义（P>0.05），PeAFDFv4-6明显大于PAFDFv4-6（P<0.05），PeAFDFv1-2明显大于PAFDFv1-2（P<0.05）。结论 体表心电图主频分析心房颤动电活动具有相对简易及无创性优势。对于多数阵发性心房颤动，左心房驱动起主导作用，对于持续性心房颤动，其基质分布可能更为广泛，对于导管消融术前评估具有一定参考意义。
【关键词】心房颤动；体表心电图；主频
[Abstract] ObjectiveTo evaluate the relationship between dominant frequency （DF） and characteristicsof atrial fibrillation （AF） with surface electrocardiograms （sECG） by spectral analysis. Methods60 AF patients consisted of 32 paroxysmal atrial fibrillation （PAF） and 28 persistent atrial fibrillation （PeAF） were enrolled. Electrocardiosignals were acquired from precordial leads ofsECG（lead V4，V5，V6and V1，V2 represented left and right atrium respectively）andtheirdominant frequency （DF） was obtained with Fast Fourier Transform analysis. Frequency spectrum characteristics in different atriums and different type of AF was analyzed. Resultsleft atrium diameter（LAD） correlated positively with DF （r=0.67，P<0.01）and larger LAD was observed in patients of PeAFcompared with PAF（P<0.05）.There was no significant difference of DF betweenV1，V2 andV4，V5，V6in each group（P>0.05）.Mean DF in PAF patients （PAFDFV4-6）were higher than that in lead V1-2 （PAFDFV1-2）（P<0.05）.Mean DFv1-2（PeAFDFv1-2） andDFv4-6（PeAFDFv4-6） showed no significant differencebetween two groups（P<0.05）.Both PeAFDFV4-6and PeAFDFV1-2 were significantly higher than that in PAF group（P>0.05）. ConclusionSpectral analysis of atrial fibrillation activity with sECG was atraumatic andmore convenient than electrophysiology study. T
[Key words]Atrial fibrillation； Surface electrocardiograms； Dominant frequency
多項动物及临床研究证实以心房纤维化为特征的电解剖重构是心房颤动进展重要的病理生理基础[1，2]，心内电生理及导管消融术疗效评估提示主频（dominant frequency，DF）是心房颤动驱动和维持的重要基质[1]，DF可作为评估心房颤动纤维化的重要临床电生理指标之一。近来有研究通过记录分析体表心电图（surface electrocardiograms，sECG）的DF，发现与心内电生理所记录的DF明显相关[3][4]，提示sECG对心房颤动电生理机制的评估具有一定的参考价值。基于上述理论及研究结果，本研究入选60例心房颤动患者，通过sECG导联胸前导联DF分析，探讨其与不同类型心房颤动间的关系。
1资料和方法
1.1.一般资料：选择宁波市江北区慈城镇中心卫生院2013年7月至2015年12月门诊就诊的心房颤动患者60例，包括阵发性心房颤动（parpxysmalatrialfibrillation，PAF）患者32例（持续时间7d内且能自行终止），男17例，女15例，年龄43～72岁，平均（52.25±9.52）岁，其中高血压11例，糖尿病4例，脑卒中2例，冠心病1例。持续性心房颤动（persistentatrialfibrillation，PeAF）28例（持续时间7d内不能自行终止，或须经直流电复律或药物复律才能终止），男16例，女12例，年龄44～75（50.98±11.29）岁，其中高血压10例，糖尿病2例，脑卒中1例，肺源性心脏病1例，合并阵发性室上性心动过速1例。排除标准：心脏明显移位、胸廓畸形、严重肺部疾患患者。 1.2.方法：采用心脏多普勒（美国GE公司）获取超声左心房内径（leftatriumdiameter，LAD），CARDIO VIEW-sECG工作站（北京谷山丰生物医学技术有限公司，型号CV200），利用加装频谱模块自动采集系统，获取心房颤动患者静息状态下心电信号，采样频率512Hz，采样时间15s。将获得的心电信号平滑处理后的心电信号，去除QRS-T复合波，并将后续心房颤动波信号前移至移去QRS-T复合波处，组成连续的心房颤动波信号，进行1024点加窗（Hanning窗）快速傅立叶变换，获得功率谱，因其符合人类生理及兴趣的频谱值通常在4～25Hz，故通带滤过频率设定3～50Hz，记录V1、V2及V4、V5 、V6导联DF值[4， 5]，分别计算记录PAFDFV1、PAFDFV2、PAFDFV1-2、PAFDFV4、PAFDFV5、PAFDFV6、PAFDFV4-6、PeAFDFV1、PAFDFV2、PeAFDFV1-2、PeAFDFV4、PeAFDFV5、PeAFDFV6、PeAFDFV4-6，所有患者测定两次数据后进行离线分析，其中DFV1-2及DF4-6代表各导联DF均值，两者差值为阶差（见图1）。如同一心房各导联DF差异无统计学意义（P>0.05），以各导联均值作为参考值计算。
1.3.统计学处理：应用SPSS16.0版统计软件进行统计分析，计量资料以（±S）表示，组间比较应用非配对t检验，多组比较采用方差分析，计数资料用Person2检验或连续性校正2检验或fisher精确检验。LAD与DF相关性采用线性回归分析，P<0.05为差异有统计学意义。
2结果
DF与LAD呈明显正相关（r=0.67，P<0.01），且PeAF组LAD高于PAF患者（P<0.05），余临床基线水平比较无统计学意义（P>0.05），见表1。各组内左胸各导联DF与DFV4-6及右胸各导联DF与DFV1-2比较差异均无统计学意义 （P>0.05）。[sj2]PAFDFV4-6明显大于PAFDFV1-2（P<0.01），PeAFDFv1-2与PeAFDFv4-6差异无统计学意义（P>0.05），PeAFDFv4-6明显大于PAFDFv4-6（P<0.05），PeAFDFv1-2明显大于平均PAFDFv1-2（P<0.05），PAF组PAFDFV4-6至DFV1-2阶差明显高于PeAF组（P<0.05），见表2。
3讨论
已有动物和临床研究证实，心房颤动并非完全随机无规律可循，复杂的心房颤动电信号通过相应信号预处理后可辨认，DF代表的是激动的周期成份，因其作为靶点消融有效性逐步被接受，为目前心房颤动领域的研究热点[1-3]。
临床中通过简易的无创sECG获取心房颤动波进行频谱分析以反映心房颤动的电生理机制是否具有可行性，目前国内外研究资料较少且存在一定争议。Husser等[5]发现心房颤动周长与右心房游离壁sECG显著相关（r=0.97），起源于右心房前侧及游离壁的心房颤动，V1导联可表现出最高的DF，但有学者[6]经体sECG导联和心内电图的频谱结合分析后发现，不同的心房部位和V1导联的DF不一致，该导联也不能很好评估肺静脉或左心房的心房颤动电活动。美国学者Dibs等[3]对PeAF患者进行心内DF与胸前导联DF相关性分析后发现，左心房与V4或V6导联，右心房与V2导联的相关性非常明显。上述研究结果的争议除与不同人群有关外，分析方法及设备的不同可能产生完全不一的结果。LAD大小是临床中较为简易可获取的以评价心房纤维化的重要指标之一[1，2]，本研究发现LAD与sECG获取的DF呈明显正相关，提示Dibs等学者尝试从sECG获取DF用以间接阐述心房颤动进展的电生理机制具有可行性。
基于上述研究，本研究参考张敬、Husser及Dibs等学者方法，分析不同类型心房颤动左、右胸导联DF后发现，各个导联在DF值上存在均质性，大大缩短了数据采集和分析时间。在动物模型中发现，左心房后壁区域存在大量有规律的快速的区域性电活动，其外部少量区域存在较大的传导差异[7]，临床研究进一步证实PAF存在左心房至右心房的DF阶差，而PeAF这种阶差效应消失[8]，且这种阶差可以通过分析eECG获取的V1及冠状窦内DF预测导管消融成功率。本研究經比较不同类型心房颤动在不同左、右心房上DF值，分析PAFDFV4-6与PAFDFV1-2及PeAFDFV6与PeAFDFV2的关系，其结果符合诸多心内电生理研究结果[7，8]，即对于多数PAF而言，左心房驱动起主导作用，从PeAF组LAD较大、DF较高提示PeAF的维持基质较为弥散[7，8]，从sECG角度很好的重现了上述研究结论，对术前心房颤动消融策略选择具有一定的辅助作用。本研究同时发现，PAF在sECG上也存在左、右心房主频阶差而PeAF则消失，这与Dibs等[3]研究结果不一致，其原因考虑与该研究样本量较小（仅9例）有关，这种阶差对临床电生理医生也具有一定的参考价值[7，8]。
本研究也有一定不足之处。首先，样本量不大，日后需要扩大样本量进一步分析；其次仅根据体表心电图V1-2及V4-6导联来替代分析心房电信号，对于部分患者可能其他部位导联更具有代表性，如能结合心内电生理检查，可更有说服力。
图1 一例阵发性心房颤动患者频谱。A、B及C、D分别代表对于该患者V2与V6两次测定的主频值。
参考文献
[1] Sanjiv M. Narayan， David E. Krummen L， et al.Clinical Mapping Approach To Diagnose Electrical Rotors and Focal Impulse Sources for Human Atrial Fibrillation[J]. J CardiovascElectrophysiol， 2012，23（5）：447-454. [2] Arenal A， Datino T， Atea L， et al.Fibroblasts， Focal Triggers， and Persistent Atrial Fibrillation ： Is There a connection[J]. Cir Arrhythm Electrophysiol， 2012 ，5（2）：249-251.
[3] Dibs SR， Ng J， Arora R， et al. Spatiotemporal characterization of atrial activation in persistent human atrial fibrillation： Multisite electrogram analysis and surface electrocardiographic correlations—A pilot study[J]. Heart Rhythm. 2008，5（5）：686-93.
[4]張敬，郑强荪，刘雄涛，等.心心房颤动患者心房活动特征的提取与分析[J].中国心脏起搏与心电生理杂志，2008，22（1）：34-38.
[5] Husser D， Stridh M， Cannom DS， et al. Validation and clinical application of time-frequency analysis of atrial fibrillation electrocardiograms[J]. J Cardiovasc Electrophysiol[J]. 2007，18（1）：41-46.
[6] Hsu NW， Lin YJ， Tai CT， et al. Frequency analysis of the fibrillatory activity from surface ECG lead V1 and intracardiac recordings： implications for mapping of AF[J]. Europace. 2008，10（4）：438-443.
[7] Zlochiver S， Yamazaki M， Kalifa J， et al. Rotor meandering contributes to irregularity in electrograms during atrial fibrillation[J]. Heart Rhythm. 2008，5（6）：846-854.
[8] Lazar S，Dixi S，Francis E，eT al. Presence of left-to-right atrial frequency gradient in paroxysmal but not persistent atrial fibrillation in humans[J]. Circulation. 2004，110（20）：3181-3186.
[9] Yoshida K ， Chugh A， Good E， et al.A critical decrease in dominant frequency and clinical outcome after catheter ablation of persistent atrial fibrillation[J].Heart Rhythm 2010，7（3）：295–302
【关键词】心房颤动；体表心电图；主频
[Abstract] ObjectiveTo evaluate the relationship between dominant frequency （DF） and characteristicsof atrial fibrillation （AF） with surface electrocardiograms （sECG） by spectral analysis. Methods60 AF patients consisted of 32 paroxysmal atrial fibrillation （PAF） and 28 persistent atrial fibrillation （PeAF） were enrolled. Electrocardiosignals were acquired from precordial leads ofsECG（lead V4，V5，V6and V1，V2 represented left and right atrium respectively）andtheirdominant frequency （DF） was obtained with Fast Fourier Transform analysis. Frequency spectrum characteristics in different atriums and different type of AF was analyzed. Resultsleft atrium diameter（LAD） correlated positively with DF （r=0.67，P<0.01）and larger LAD was observed in patients of PeAFcompared with PAF（P<0.05）.There was no significant difference of DF betweenV1，V2 andV4，V5，V6in each group（P>0.05）.Mean DF in PAF patients （PAFDFV4-6）were higher than that in lead V1-2 （PAFDFV1-2）（P<0.05）.Mean DFv1-2（PeAFDFv1-2） andDFv4-6（PeAFDFv4-6） showed no significant differencebetween two groups（P<0.05）.Both PeAFDFV4-6and PeAFDFV1-2 were significantly higher than that in PAF group（P>0.05）. ConclusionSpectral analysis of atrial fibrillation activity with sECG was atraumatic andmore convenient than electrophysiology study. T
[Key words]Atrial fibrillation； Surface electrocardiograms； Dominant frequency
多項动物及临床研究证实以心房纤维化为特征的电解剖重构是心房颤动进展重要的病理生理基础[1，2]，心内电生理及导管消融术疗效评估提示主频（dominant frequency，DF）是心房颤动驱动和维持的重要基质[1]，DF可作为评估心房颤动纤维化的重要临床电生理指标之一。近来有研究通过记录分析体表心电图（surface electrocardiograms，sECG）的DF，发现与心内电生理所记录的DF明显相关[3][4]，提示sECG对心房颤动电生理机制的评估具有一定的参考价值。基于上述理论及研究结果，本研究入选60例心房颤动患者，通过sECG导联胸前导联DF分析，探讨其与不同类型心房颤动间的关系。
1资料和方法
1.1.一般资料：选择宁波市江北区慈城镇中心卫生院2013年7月至2015年12月门诊就诊的心房颤动患者60例，包括阵发性心房颤动（parpxysmalatrialfibrillation，PAF）患者32例（持续时间7d内且能自行终止），男17例，女15例，年龄43～72岁，平均（52.25±9.52）岁，其中高血压11例，糖尿病4例，脑卒中2例，冠心病1例。持续性心房颤动（persistentatrialfibrillation，PeAF）28例（持续时间7d内不能自行终止，或须经直流电复律或药物复律才能终止），男16例，女12例，年龄44～75（50.98±11.29）岁，其中高血压10例，糖尿病2例，脑卒中1例，肺源性心脏病1例，合并阵发性室上性心动过速1例。排除标准：心脏明显移位、胸廓畸形、严重肺部疾患患者。 1.2.方法：采用心脏多普勒（美国GE公司）获取超声左心房内径（leftatriumdiameter，LAD），CARDIO VIEW-sECG工作站（北京谷山丰生物医学技术有限公司，型号CV200），利用加装频谱模块自动采集系统，获取心房颤动患者静息状态下心电信号，采样频率512Hz，采样时间15s。将获得的心电信号平滑处理后的心电信号，去除QRS-T复合波，并将后续心房颤动波信号前移至移去QRS-T复合波处，组成连续的心房颤动波信号，进行1024点加窗（Hanning窗）快速傅立叶变换，获得功率谱，因其符合人类生理及兴趣的频谱值通常在4～25Hz，故通带滤过频率设定3～50Hz，记录V1、V2及V4、V5 、V6导联DF值[4， 5]，分别计算记录PAFDFV1、PAFDFV2、PAFDFV1-2、PAFDFV4、PAFDFV5、PAFDFV6、PAFDFV4-6、PeAFDFV1、PAFDFV2、PeAFDFV1-2、PeAFDFV4、PeAFDFV5、PeAFDFV6、PeAFDFV4-6，所有患者测定两次数据后进行离线分析，其中DFV1-2及DF4-6代表各导联DF均值，两者差值为阶差（见图1）。如同一心房各导联DF差异无统计学意义（P>0.05），以各导联均值作为参考值计算。
1.3.统计学处理：应用SPSS16.0版统计软件进行统计分析，计量资料以（±S）表示，组间比较应用非配对t检验，多组比较采用方差分析，计数资料用Person2检验或连续性校正2检验或fisher精确检验。LAD与DF相关性采用线性回归分析，P<0.05为差异有统计学意义。
2结果
DF与LAD呈明显正相关（r=0.67，P<0.01），且PeAF组LAD高于PAF患者（P<0.05），余临床基线水平比较无统计学意义（P>0.05），见表1。各组内左胸各导联DF与DFV4-6及右胸各导联DF与DFV1-2比较差异均无统计学意义 （P>0.05）。[sj2]PAFDFV4-6明显大于PAFDFV1-2（P<0.01），PeAFDFv1-2与PeAFDFv4-6差异无统计学意义（P>0.05），PeAFDFv4-6明显大于PAFDFv4-6（P<0.05），PeAFDFv1-2明显大于平均PAFDFv1-2（P<0.05），PAF组PAFDFV4-6至DFV1-2阶差明显高于PeAF组（P<0.05），见表2。
3讨论
已有动物和临床研究证实，心房颤动并非完全随机无规律可循，复杂的心房颤动电信号通过相应信号预处理后可辨认，DF代表的是激动的周期成份，因其作为靶点消融有效性逐步被接受，为目前心房颤动领域的研究热点[1-3]。
临床中通过简易的无创sECG获取心房颤动波进行频谱分析以反映心房颤动的电生理机制是否具有可行性，目前国内外研究资料较少且存在一定争议。Husser等[5]发现心房颤动周长与右心房游离壁sECG显著相关（r=0.97），起源于右心房前侧及游离壁的心房颤动，V1导联可表现出最高的DF，但有学者[6]经体sECG导联和心内电图的频谱结合分析后发现，不同的心房部位和V1导联的DF不一致，该导联也不能很好评估肺静脉或左心房的心房颤动电活动。美国学者Dibs等[3]对PeAF患者进行心内DF与胸前导联DF相关性分析后发现，左心房与V4或V6导联，右心房与V2导联的相关性非常明显。上述研究结果的争议除与不同人群有关外，分析方法及设备的不同可能产生完全不一的结果。LAD大小是临床中较为简易可获取的以评价心房纤维化的重要指标之一[1，2]，本研究发现LAD与sECG获取的DF呈明显正相关，提示Dibs等学者尝试从sECG获取DF用以间接阐述心房颤动进展的电生理机制具有可行性。
基于上述研究，本研究参考张敬、Husser及Dibs等学者方法，分析不同类型心房颤动左、右胸导联DF后发现，各个导联在DF值上存在均质性，大大缩短了数据采集和分析时间。在动物模型中发现，左心房后壁区域存在大量有规律的快速的区域性电活动，其外部少量区域存在较大的传导差异[7]，临床研究进一步证实PAF存在左心房至右心房的DF阶差，而PeAF这种阶差效应消失[8]，且这种阶差可以通过分析eECG获取的V1及冠状窦内DF预测导管消融成功率。本研究經比较不同类型心房颤动在不同左、右心房上DF值，分析PAFDFV4-6与PAFDFV1-2及PeAFDFV6与PeAFDFV2的关系，其结果符合诸多心内电生理研究结果[7，8]，即对于多数PAF而言，左心房驱动起主导作用，从PeAF组LAD较大、DF较高提示PeAF的维持基质较为弥散[7，8]，从sECG角度很好的重现了上述研究结论，对术前心房颤动消融策略选择具有一定的辅助作用。本研究同时发现，PAF在sECG上也存在左、右心房主频阶差而PeAF则消失，这与Dibs等[3]研究结果不一致，其原因考虑与该研究样本量较小（仅9例）有关，这种阶差对临床电生理医生也具有一定的参考价值[7，8]。
本研究也有一定不足之处。首先，样本量不大，日后需要扩大样本量进一步分析；其次仅根据体表心电图V1-2及V4-6导联来替代分析心房电信号，对于部分患者可能其他部位导联更具有代表性，如能结合心内电生理检查，可更有说服力。
图1 一例阵发性心房颤动患者频谱。A、B及C、D分别代表对于该患者V2与V6两次测定的主频值。
参考文献
[1] Sanjiv M. Narayan， David E. Krummen L， et al.Clinical Mapping Approach To Diagnose Electrical Rotors and Focal Impulse Sources for Human Atrial Fibrillation[J]. J CardiovascElectrophysiol， 2012，23（5）：447-454. [2] Arenal A， Datino T， Atea L， et al.Fibroblasts， Focal Triggers， and Persistent Atrial Fibrillation ： Is There a connection[J]. Cir Arrhythm Electrophysiol， 2012 ，5（2）：249-251.
[3] Dibs SR， Ng J， Arora R， et al. Spatiotemporal characterization of atrial activation in persistent human atrial fibrillation： Multisite electrogram analysis and surface electrocardiographic correlations—A pilot study[J]. Heart Rhythm. 2008，5（5）：686-93.
[4]張敬，郑强荪，刘雄涛，等.心心房颤动患者心房活动特征的提取与分析[J].中国心脏起搏与心电生理杂志，2008，22（1）：34-38.
[5] Husser D， Stridh M， Cannom DS， et al. Validation and clinical application of time-frequency analysis of atrial fibrillation electrocardiograms[J]. J Cardiovasc Electrophysiol[J]. 2007，18（1）：41-46.
[6] Hsu NW， Lin YJ， Tai CT， et al. Frequency analysis of the fibrillatory activity from surface ECG lead V1 and intracardiac recordings： implications for mapping of AF[J]. Europace. 2008，10（4）：438-443.
[7] Zlochiver S， Yamazaki M， Kalifa J， et al. Rotor meandering contributes to irregularity in electrograms during atrial fibrillation[J]. Heart Rhythm. 2008，5（6）：846-854.
[8] Lazar S，Dixi S，Francis E，eT al. Presence of left-to-right atrial frequency gradient in paroxysmal but not persistent atrial fibrillation in humans[J]. Circulation. 2004，110（20）：3181-3186.
[9] Yoshida K ， Chugh A， Good E， et al.A critical decrease in dominant frequency and clinical outcome after catheter ablation of persistent atrial fibrillation[J].Heart Rhythm 2010，7（3）：295–302