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心电形态学特征与心率变异性指标预测室颤能力
作者:网站采编关键词:
摘要：引言 近年来，随着广大媒体对猝死事件的相继报道，心源性猝死（Sudden Cardiac Death，SCD）受到的关注度越来越高，已经成为研究的热点。根据2019年8月国家心血管病中心发布的《中国心
引言
近年来，随着广大媒体对猝死事件的相继报道，心源性猝死（Sudden Cardiac Death，SCD）受到的关注度越来越高，已经成为研究的热点。根据2019年8月国家心血管病中心发布的《中国心血管病报告2018》显示，我国每年约有54.4万人死于SCD，是世界SCD死亡人数最多的国家[1]。而SCD中约有75%～80%由室颤引起[2]，已经严重危害公共卫生健康，所以及时有效地预防室颤发生成为降低死亡率的关键。我国应急医疗救护极少在前往室颤现场的途中提供心肺复苏指令。前期的研究指出从呼叫到救护车到达室颤现场的平均单程间隔为16 min（4～43 min）[3]。此外，交通拥堵、高层建筑、无电梯公寓和可调度医疗资源等因素直接决定了从接到急救电话到对患者第一次除颤的时间。而除颤每延迟1 min，成功率将下降7%～10%[4]。因此，除利用公共应急医疗服务挽救室颤患者生命外，更好的方法则是对室颤发生进行预测。
已有研究指出，通过心率变异性（Heart Rate Variability，HRV）特征可以预测室颤发生。2007年，Shen等[5]使用4个HRV特征预测室颤发生；Ebrahimzadeh等[6]使用23个心电特征提前13 min预测室颤。同时，临床上已广泛证实，一些心电图（Electrocardiogram，ECG）形态学特征与室颤有关，如QRS时限、QT间期延长、T波倒置等。而目前两类特征对室颤预测结果的比较未见相关报道，本文旨在比较两类不同特征对室颤预测能力的差异。
1 资料与方法
1.1 资料来源
ECG数据选自麻省理工心电公共数据库[7]（MIT-BIH； Heart Association，AHA；
1.2 方法
1.2.1 建立数据库
室颤选入标准：① 首次发生室颤，若一条记录中发生2次或2次以上室颤则只选择第一次室颤；② 室颤前连续搏动大于5 min；③ 室颤持续时间大于10 s。共排除19条心电记录，其中SDDB中3条记录没有发生室颤，2条记录无法确定室颤发生时间；AHA中1条记录不能确定首次发生室颤时间；CUDB中有13条记录没有发生室颤。最后，共选择59条室颤ECG记录，58条健康ECG记录。入选ECG记录的基本描述，见表1。
表1 入选ECG记录的基本描述组别 来源数据库 知 范围 均值±标准差对照组 NSRDB 18 5 13 — 20～50 34. FANTASIA 40 20 20 — 21～85 50.总计性别 年龄 (岁)男性女性未SDDB 18 9 8 1 17～82 61. CUDB 22— — — —AHA VFDB19— — — —室颤组
1.2.2 数据截取
室颤组：将最后一个可识别的R峰定义为室颤的分界点，记录为室颤前第1 min。分别从室颤前第1 min与第5 min向前截取1 min的心电数据，即0～1 min与5～6 min。对照组：将开始记录点定义为第1 min，按照室颤组标准截取数据。选取第1 min的心电作为训练集，第5 min数据段作为测试集。
1.2.3 预处理与特征计算
首先，使用4阶IIR Butterworth带通滤波器（0.3～100 Hz）去除高频噪声和基线偏移[10]，采用50 Hz陷波滤波器消除工频干扰，将所有信号统一重采样至1000 Hz。使用Pan-Tompkins算法进行R波识别[11]。使用基于最小均方差陷波滤波器获得P、Q、S、T波[12]。最后对上述所得波形进行校正。
所选形态学特征与HRV特征的计算方法分别采用《2009 AHA/ACC/HRS关于心电图标准化和解释的科学声明建议》[13]与《欧洲心脏病学会和北美起搏和电生理学学会（1996）专家组心率变异性测量、生理解释和临床应用标准》[14]中推荐Houshyarifar等[15]已公开发表文献中的算法。本研究所用特征的定义和计算公式，见表2。为避免特征数量级与单位对预测结果的影响对所有特征归一化处理。
表2 本研究所用特征的定义和计算公式方法 特征 公式或标准形态学P波幅值 (mV) P波峰值与基线的差值QT间期离散度 (ms) QT间期的离散度R波时限 (ms) Q波开始到S波结束的时间间隔倒置T波的个数 (PCS) 1 min内倒置T波的个数RS均方差 (mV) 实际RS段降肢与RS两点连线的均方差相邻RR间期差值的均方根 Σ(RRi+1-RRi)2, N为RR间期总个数极差 RR间期极差近似熵 (Approximate Entropy,AE) AE(m,r,N)=фm (r)-фm+1(r)√N1 HRV奇异值分解熵(Singular Value Decomposition Entropy, SvdE) SvdE= -Σm pilog(pi)i=1分型维度 N(ε)≈ε-D
1.2.4 特征筛选
由于特征不满足正态分布，采用Wilcoxon秩和检验比较两组间特征的差异。采用Pearson相关性分析检验相关性。利用受试者特性曲线下面积（Area Under Receiver Operating Characteristic Curve，AUC）评估各特征的预测能力，并通过Z检验进行比较。P<0.05认为差异具有统计学意义。在预实验中两类特征共计算得到16个，对Wilcoxon秩和检验结果和预测能力分别进行排序后，各选取5个具有代表性和预测性的特征。选取标准如下：① Pearson相关性检验P>0.05；② Wilcoxon秩和检验P
文章来源：《临床心电学杂志》 网址: http://www.lcxdxzz.cn/qikandaodu/2021/0211/355.html