心电图检查具有操作简便迅速、价格便宜等优势,是临床最常用的检查之一。儿童心电图随年龄增长发生特征性改变,但最初的儿童心电图正常值却使用成人的标准。国外在上世纪70年代已制定出基于欧美人种的儿童心电图标准[1]。我国在同期也有类似研究,但样本量较少,这也与当时的国情有关[2]。随着时间的推移,世界人口结构与儿童身体发育情况均有显著变化,各国均尝试在现有儿童心电图正常值的基础上进行补充研究。由于国内缺乏基于我国儿童大样本量的心电图全面研究,只能沿用国外的心电图参考值。
对象与方法 一、研究对象研究人群由8 016名年龄在0~16岁的深圳儿童组成,数据采集于深圳市2所医院的爱婴病房、儿童保健科,以及深圳市部分幼儿园、小学和中学。总的人口可分为13组,出生第1年的年龄段占了7个组,是因为该时间段内心电图变化幅度较大[1]。然而,0~7 d的年龄组入组人数较其他组的少,是因为该年龄组儿童的家长入组意愿低。所有参与项目的儿童都进行了全面的体格检查,仅身体健康且家长知情同意的才会被列入研究。
二、研究方法 1. 数据采集技术每个样本的心电图均为15导联。Ⅴ3R、Ⅴ4R、Ⅴ5R导联代替了常规的Ⅴ7、Ⅴ8、Ⅴ9导联,这与儿科常规做法一致。电极采用SKINTACT RT34电极。电极放置的时候均小心避免因距离过小导致的电极相接触。技术人员反复检查以确保联接的质量。
心电图机采用深圳邦健生物医疗设备股份有限公司生产的iE15心电图机。根据文献[3]的建议,按照以下参数设置记录仪器:频率响应0.05~250 Hz (-3 dB),50 Ω的输入阻抗,滤波设置为250 Hz。所有心电图均以“*.ecg”格式存储在心电图机自带的存储介质中,数据采集后可调出所有数据进行后期数据分析。
2. 数据筛选所有采集到的数据使用深圳邦健生物医疗设备股份有限公司提供的CardiPro 1.16自动分析系统分析并经过人工检验,去掉记录质量差的数据,构建曲线图和表格中每个年龄组的上下界限部分。该人工检查分别由2名观察员一同执行,当2人最初的独立测量值差异较大时,由一名更有经验的观察员审核。
三、统计学处理采用SPSS 13.0对数据进行分析。按照文献[1, 4-5]的统计方法,在所测量的值的分布中,各组符合第2和第98百分位的数值被定义为该组正常范围的上下限。大部分数据给出了中位数、第2和第98百分位数,Ⅱ导联P波振幅只有中位数和第98百分位数。振幅为0,即没有Q、R或S波的图像,已经被系统省略掉。年龄组间比较采用Kruskal-Wallis H检验,男女组间比较采用Wilcoxon秩和检验。P < 0.05为差异有统计学意义。
结果 一、8 016名入组健康儿童年龄、性别构成见表 1。
心率在出生后1周~3个月最快,男童和女童均达到157次/分,随后逐步下降。8~12岁维持在83~86次/分。男童心率仅在出生首日以及1~4周略高于女童,大部分年龄段女童心率高于男童(P < 0.01)。
三、8 016名健康儿童PR间期分析PR间期在出生后7~30 d最短,男女分别为102 ms与101 ms,这与该年龄段心率快有关,之后逐渐延长。PR间期随着心率增快而逐渐缩短。但在同年龄组,女童PR间期要短于男童性(P < 0.01)。
四、8 016名健康儿童Ⅱ导联P波振幅分析各年龄段Ⅱ导联P波振幅波动在0.08~0.11 mV,同年龄组男女间比较差异均无统计学意义(P均>0.05)。
五、8 016名健康儿童QRS波电轴分析年龄小于1个月的新生儿,QRS波电轴均>90°,且男童较女童右偏。1个月以上婴儿QRS波电轴均 < 90°,特别是3个月以上婴儿及儿童QRS波电轴在66°~75°的狭窄范围内波动,男童较女童稍偏左(P均 < 0.01)。
六、8 016名健康儿童QRS波时限分析QRS波时限随年龄增长逐渐延长,并且男性长于女性(P均 < 0.01)。7 d以内新生儿测量值波动较大,可能与该年龄段内样本量较少有关。
七、8 016名健康儿童QT间期与QTc分析QT间期在出生1~4周最短,为261 ms,之后逐渐延长。这与该年龄段心率变化有关。QT间期随着心率增快而逐渐降低,两者有明显的直线相关关系。心率在125次/分以下时,男性QT间期明显短于女性;心率在125次/分以上时,男女QT间期基本相同。3岁以下儿童,QTc在347~370 ms,其中以1~4周新生儿最短。3岁以上儿童QTc明显延长,在406~428 ms。3个月以上儿童QTc女性较男性延长,3个月以下儿童则相反(P均 < 0.01)。
八、8 016名健康儿童P波电轴与T波电轴分析P波与T波电轴角度在整个童年及青春期基本保持稳定。P波波动于41°~53°。T波波动于20°~46°,男童略高于女童(P均 < 0.01)。
九、8 016名健康儿童Ⅴ5导联R波电压分析Ⅴ5导联R波电压随年龄增长逐步增加,但12岁以后明显降低。新生儿期女性较男性电压高,1个月龄以后,男童较女童电压高(P均 < 0.01)。
以上数据见表 2。
据文献检索,国外关于健康儿童人群正常范围的综合性报告来自于Davignon、Semizel、Rijnbeek和Macfarlane等的研究[1, 4-6]。本次研究是继上世纪70年代湖南长沙版标准出台后的国内首次大规模的采样分析[2]。近期国内的周弋等[7]也做了相应研究,但部分年龄段样本量较少。根据上述文献确定了本次研究的年龄和性别的分组,共分为了13个年龄组,并按照性别分别统计数据。由于本项目1~3岁年龄段入组数据较多,因此分为1~2岁与2~3岁两个年龄组。其余分组方法与Davignon和Semizel等的研究方法类似[1, 4]。Rijnbeek等[5]对1个月以内的儿童采样较少,将该年龄段合并为1组,所以总共仅分为9个年龄组。
早期的研究由于使用手工方法研判心电图,因此对部分心电数据的测量存在缺陷。在本次研究中,我们利用专业心电图分析软件对大量电子格式的心电图记录进行分析,从而避免了早期研究因手工统计而造成的局限性。本次研究中,我们还特别根据不同性别和年龄对心率,P波和QRS波的振幅,PR间期,QTc、QRS、P波和T波的电轴角度进行了讨论,同时跟以往报告进行了比较。
本项目采用15导联心电图,而不是18导联心电图。后者有助于判断急性心肌梗死的部位,特别是后壁心肌梗死。15导联相对12导联心电图增加右心导联,这是因为新生儿及婴儿为右心优势。由于儿童的心肌梗死发病率非常低,而18导联心电图检查对于婴幼儿来说操作步骤过多,易使患者产生不安情绪而影响最终结果,临床工作中一般不对儿童采用,因此本项目确定采用15导联心电图。
心率不仅是心电图最重要的评价指标,也是临床工作中需要优先采集的生命体征之一。国内常用的标准从年龄跨度来说较为宽泛,临床实践中不易准确判断病情。例如在湖南长沙版标准中,7 d~1岁者心率110~150次/分[2]。本研究中,心率随着年龄的变化而出现特征性的变化。出生后至1月龄,心率逐渐升高;至3个月以后逐渐下降。男性与女性的心率最高值略有不同。男童的心率98%上限出现在7~30 d年龄组,达到213次/分;而女童的心率98%上限出现在6~12月年龄组,达到205次/分。所有年龄组心率最高限均超过100,因此不论是男童或女童,使用成人心率标准60~100次/分均不合适。女童12~16岁组心率98%上限以及中位数均较8~12岁组高,这与我们以往的认识不同,不是随着年龄增长而下降。这有可能与该年龄段女童生长发育加速或体内激素变化有关。
PR间期是心房搏动至心室波动的时间,可用于评估房室传导功能。通常认为,PR间期为120~200 ms。本次研究中发现,各年龄段儿童PR间期中位数在101~140 ms,而98%上限最高达208 ms,出现在12~16岁女童;2%下限最低达71 ms,出现在7~30 d男童以及1~2岁男童。PR间期的平均值和上限在两性之间均随着年龄增长而逐渐增大。一般情况下,PR间期随着心率的下降而增加,这与其他研究者的结论相同[1, 4-5]。而Semizel和Rijnbeek研究中的PR间期更短,这可能是中国儿童与西方儿童由于人种不同而显现出差异[4-5]。
P波电轴在本次研究及Semizel和Rijnbeek等[4-5]的研究结果中,所有年龄组中均保持在稳定的范围内,没有明显的年龄与性别差异。各年龄段Ⅱ导联P波振幅中位数在0.08~0.11 mV,按照文献[4-5]的原则只记录98%上限,文献中出生7 d以上该数据均不超过0.20 mV,明显低于西方儿童。
QRS波宽度随着年龄增大而逐渐增宽,各年龄段男童QRS波宽度均较女童稍宽,一般在3~6 ms。本次研究中发现,各年龄段儿童QRS波宽度中位数在54~89 ms,而98%上限最高达108 ms,出现在12~16岁男孩;2%下限最低达0.071 s,出现在7~30 d男童与女童以及0~3 d女童。介于Semizel和Rijnbeek等的研究结果之间[4-5]。同年龄组男童的QRS波宽度普遍比女童宽2~6 ms,这点与以往研究结论相仿。
本次研究发现,30 d以下的新生儿,无论男女,其QRS波电轴中位数均超过90°,即电轴右偏;随着日龄增长,电轴逐渐向左偏移。出生1~3个月,电轴已低于90°。3个月以上的儿童QRS波电轴中位数波动在66°~75°之间,并没有显现出显著的年龄与性别差异。3个月以上儿童QRS波电轴98%上限与2%下限分别为-35°与134°,均出现在12~16岁男童。以上结果比Semizel和Rijnbeek等的研究结果高,这点也是中国儿童与西方儿童的不同之处[4-5]。
Ⅴ5导联由于正对心室除极的方向,因此在所有胸导联中R波振幅最高。本研究中,随年龄增长,Ⅴ5导联R波振幅逐渐增加,提示心脏随年龄增长逐渐增大,左心逐渐占优势。但在12~16岁男童和女童均出现R波振幅下降,这可能与该年龄段胸部肌肉与乳房发育、肺活量增加、胸壁增厚有关。
QT间期自出生后逐渐缩短,1月龄后随年龄增加逐步延长。男童QT间期在1岁以下比女童略延长;2岁以后,女童QT间期逐渐比男童长。在Semizel和Rijnbeek等[4-5]的研究结果中,QTc间期中位数均在400 ms以上。而本次研究发现3岁以下儿童QTc间期均在348~371 ms之间,明显比国外的研究短。在3岁以上儿童与国外研究相仿。
T波电轴在出生第1周逐步降低,出生3个月以后再逐步升高。各年龄段男童均略高于女童,而12~16岁男女童中位数差异增大。该结果与Semizel等[4]的研究结果基本相同。
通过本次研究发现,健康婴幼儿及儿童心电图正常参考值随着年龄的变化而出现特征性改变;相同年龄组不同性别之间也存在差异。本研究与以往国内外同类研究相比均有差异,提示东西方种族差异对心电图正常值范围产生影响;在同一种族内,30余年来随着儿童营养改善,体格发育正常值均已进行相应修订,这些改变同样也反映在心电图正常参考值上。因此,健康婴幼儿及儿童心电图正常参考值具有年龄、性别、时代和种族差异。沿用传统的国内外健康婴幼儿及儿童心电图标准均不合适,推荐按照本次研究的结果修订国内健康婴幼儿及儿童心电图正常参考值。
致谢: 本研究得到深圳邦健生物医疗设备股份有限公司的洪洁新副董事长、李德东、敖堂东、舒良霞等人的帮助,特此表示感谢。[1] |
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