结构化摘要
背景 心房颤动(AF)由复杂的动力学维持，临床上表现为心内电图中组织与去组织的爆发性周期。我们先前推测心脏传导行为类似于临界系统，其中从有组织节律到AF的相变是在临界点发生的相变。因此，我们假设使用AF心内电图的多重分形分析可能量化非平稳波动，揭示心脏临界系统的新型机制见解，并检验AF动力学、表型和治疗反应的潜在临床相关标志物。
目的 确定AF心内电图的多重分形分析是否能够：(i)区分阵发性(PAF)和非阵发性AF(NPAF)，(ii)预测对药物调节的反应，以及(iii)识别即将发生的自发终止，从而作为沿复杂数字系统相谱临界性接近程度的标志物。
方法 我们分析了来自106名患者(阵发性n≈52，非阵发性n≈54)的超过140万秒高密度双极心内电图，这些患者在标准化部位接受左心房标测，使用24双极HD-Grid导管(RENEWAL AF-ANZCTR ACTRN12619001172190)。应用小波变换模极大值方法(WTMM)对爆发能量可观测值进行多重分形分析，推导出对数正态多重分形参数c₀(支撑维度)、c₁(谱位置)和c₂(波动)。分层混合效应模型考虑了患者内位置嵌套的通道。氟卡尼亚组研究(n=15)提供了配对的输注前/后记录，分析了15名患者中的27个自发终止事件，使用60秒终止前窗口。c₂的空间纹理通过变异函数导出的相关长度和基台值量化。
结果 AF心内电图表现出强大的多重分形性，证实多重分形波动是AF的内在特性。与阵发性AF相比，非阵发性AF显示出显著降低的波动(c₂: β=–0.01, p=0.001)，表明随着疾病进展波动出现矛盾性损失。氟卡尼选择性地增加了阵发性AF中的波动(Δc₂ = +0.04, p<0.01; Δc₀ = +0.06, p<0.01)，但对非阵发性AF中的波动(c₂)没有显著影响，揭示了表型依赖的药物反应。在AF自发终止前，与持续AF相比，波动显著增加(c₂: 0.198 vs 0.181, p=0.024)。空间变异函数分析显示阵发性AF中存在异质模式，而非阵发性AF则表现出均质化、扁平化的波动景观。
结论 心房颤动表现出强大的多重分形动力学，而非随机电活动。减少的波动特征化非阵发性AF，而在阵发性AF、氟卡尼调节期间以及自发终止前立即观察到更高的波动。这些发现表明多重分形波动(c₂)反映了AF的动力学状态，并可能作为疾病进展、药物反应性和接近终止的定量生物标志物。
简要摘要 心房颤动(AF)表现出随疾病阶段、药物反应性和接近自发终止而变化的多重分形心内电图波动。在这项研究中，多重分形波动(c₂)在阵发性AF中高于非阵发性AF，在阵发性AF中氟卡尼选择性地增加了波动，并在自发终止前立即上升。这些发现将c₂确定为AF进展和即将重组的定量标志物。临床上，多重分形分析可能增强AF表型的术中评估，指导药物选择，并改善向窦性心律过渡的识别，同时将AF与临界性和相变概念联系起来。
利益冲突声明 作者声明无竞争利益。
缩略语列表
- AF：心房颤动
- PAF：阵发性心房颤动
- NPAF：非阵发性心房颤动
- LA：左心房/左心房
- RA：右心房/右心房
- HD-Grid：高密度网格导管
- WTMM：小波变换模极大值
- ECG：心电图/心电图检查
- ERPs：有效不应期（在重构讨论中隐含）
- DF：主导频率
- CCDF：互补累积分布函数
- HREC：人类研究伦理委员会
- ANZCTR：澳大利亚和新西兰临床试验注册处
- ICaL：L型钙电流
- E(t)：爆发能量信号
- SD：标准差
- CI：置信区间
- IQR：四分位距（如果表格中存在）
- NIH：国立卫生研究院
- c₀：支撑维度
- c₁：谱位置
- c₂：波动参数
- τ(q)：标度函数
- f(α)：多重分形谱
资金信息 本研究由澳大利亚国家健康与医学研究委员会资助，项目编号GNT2010522。
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