第一部分 特发性室性心律失常体表心电图特征文献回顾和系统设计文献复习特发性室性心律失常（VAs）包括室性早搏和室性心动过速,临床上常见。不同部位起源的室性心律失常体表心电图有相应的特点。通过检索相关文献,经过筛选,总结文献报道的不同部位VAs的体表心电图特征。公式设计按照不同特点进行分类归纳,通过算式进行区分定位。基本思路如图:先区分内外膜,再将内膜分为流出道和非流出道,流出道分左心室流出道和右心室流出道,非流出道分为瓣环、乳头及和束支。区分左右流出道和三尖瓣环不同位置需要进一步研究。明确核心算式后制作为计算机软件并在临床上应用。第二部分 流出道起源的特发性室性心律失常体表心电图鉴别研究目的通过回顾性研究,验证经典的鉴别左右流出道起源室性心律失常的心电图算法,并建立新的心电图算法模型以更准确地区分左右室流出道起源,并在病例中进行测试。研究方法回顾性分析2013年1月至2017年12月期间入院（上海长征医院电生理中心）行射频消融治疗,靶点在流出道的特发性室性心律失常患者共242例,其中男性107例,女性135例,平均年龄（51±12.3）岁。分别采用R波时限指数、R/S波振幅指数、TZ指数、V2S/V3R指数、V2移形比进行分析。根据分析结果,建立新的心电图算法并在已有病例中验证其效果。研究结果1.五种心电图算法的ROC曲线下面积（AUC）,R波时限指数AUC为0.808,R/S波振幅指数AUC为0.796,TZ指数AUC为0.840,V2S/V3R指数AUC为0.861,V2移形比AUC为0.771。2.五种心电图算法的灵敏度、特异度和约登指数,R波时限指数灵敏度为60%、特异度为87%、约登指数为0.47,R/S波振幅指数灵敏度为73%、特异度为75%、约登指数为0.48,TZ指数灵敏度为67%、特异度为86%、约登指数为0.53,V2S/V3R指数灵敏度为69%、特异度为88%、约登指数为0.57,V2移形比灵敏度为78%、特异度为70%、约登指数为0.48。3.五种心电图算法进行逻辑回归分析,其中有两种心电图算法与鉴别左右流出道独立相关:TZ指数法（比值比0.338,95%可信区间[CI]0.119-0.712,P=0.007）,V2S/V3R指数（比值比0.616,95%可信区间[CI]0.421-0.859,P=0.018）。4.V2S/V3R指数法Youden指数最高,Logistic回归分析显示具有独立相关性,可作为主要算法。TZ指数主要反应了心脏转位的情况,可以校正心脏转位,因此我们提出了新的心电图算法,校正的V2S/V3R指数:窦性心律时TZ≥3且≤4时,计算VAs发作时V2S/V3R,若V2S/V3R＜1.5,则为LVOT来源。窦性心律时TZ＜3或＞4时,计算V2S/V3R和TZ指数,若V2S/V3R＜1.5且TZ指数＜0,则为LVOT来源。新的心电图诊断方法灵敏度为82%,特异性为87%,约登指数为0.69,高于其他单独的ECG算法。5.将校正的V2S/V3R指数在70例流出道患者中进行测试,结果其鉴别LVOT起源的灵敏度为90%,特异性为87%,Youden指数为0.77。结论1.五种经典的心电图诊断方法均可以鉴别左右流出道来源的室性心律失常。其中V2S/V3R指数、TZ指数和R波时限指数最有效。逻辑回归分析显示,TZ指数法和V2S/V3R指数与左右流出道鉴别独立相关。2.提出了新的体表心电图鉴别算法:校正的V2S/V3R指数。回顾性分析和验证显示此种心电图算法具有更高的鉴别能力,可以提高对左右流出道的判断,有利于患者术前选择合适的策略和耗材。第三部分 三尖瓣环起源的特发性室性心律失常体表心电图鉴别研究目的通过起搏心脏结构正常患者三尖瓣环不同位置,以了解各区域起源的室性心律失常的特征,用于鉴别三尖瓣环来源的室性心律失常的起源点。研究方法选择2017年7月到2017年11月因阵发性室上性心动过速入院（上海长征医院电生理中心）,行射频消融治疗患者,知情同意加入该研究,共30例,其中男性17例,女性13例,年龄为42±15岁。PSVT消融完成后,构建三尖瓣环区域三维模型,在三尖瓣环的前间隔、中间隔、后间隔、前侧壁、中侧壁、后侧壁分别进行起搏。归纳总结心电图特征,形成可鉴别的算式。研究结果1.所有起搏三尖瓣环附近心室所得心电图均呈左束支传导阻滞,平均QRS波时限为149±15 ms。起搏间隔部产生的QRS波时限明显短于起搏游离壁产生的QRS波时限（136±14 ms v.s.162±13 ms,P＜0.01）。I导联、a VL导联、V5导联和V6导联均呈单相R或r波,无S波。2.起搏游离壁产生的V1导联大多数呈r S形85.6%（77/90）,而起搏间隔面产生的V1导联极少数呈r S形6.7%（6/90）,两者具有统计学意义（p＜0.05）。起搏间隔面产生的V1导联时93.3%（84/90）呈QS形,而起搏游离壁产生的V1导联只有14.4%（13/90）呈QS形,两者具有统计学意义（p＜0.05）。起搏间隔面产生的心电图移形较早,大多在V3以前,而起搏游离壁产生的心电图移形多在V3或之后,两者具有统计学意义（p＜0.05）。3.起搏三尖瓣环游离壁心电图呈以下变化:II、III、a VF导联的R波振幅逐渐增大,而S波振幅逐渐减小;I、a VL导联中的R波振幅减小;a VR导联中QS波振幅增加。II导联中r或R波振幅最大,其次是a VF导联,最小的是III导联（II＞a VF＞III）;而s或S波振幅通常在III导联中最大,其次是a VF导联,在II导联中最小（III＞a VF＞II）。将II、III、a VF导联的R波代数和除以S波代数和,如表,后侧壁R/S（II、III、a VF）均小于0.3,前侧壁均大于2,侧壁在0.3-2之间。4.起搏三尖瓣环间隔面不同位置产生的心电图特点与游离壁前后变化类似。将II、III、a VF导联的R波代数和除以S波代数和,如表,后间隔R/S（II、III、a VF）均小于0.4,前间隔均大于2,中间隔在0.4-2之间。结论总结算式为:若体表心电图QRS时限＜150ms且V1呈QS形,则VAs起源于三尖瓣环间隔面,否则判断为游离壁。若来源于间隔面,R/S（II、III、a VF）小于0.4来源于后间隔,大于2来源于前间隔,在0.4-2之间来源于中间隔。若来源于游离壁,R/S（II、III、a VF）小于0.3来源于后外侧,大于2来源于前外侧,在0.3-2之间来源于中外侧。第四部分 特发性室性心律失常人工智能定位系统的建立与图像识别探索软件制作根据前文总结的算法公式作为内核,使用Microsoft Windows 7 Professional（64bit）计算机操作系统,对心电信号波形的识别和参数调整以及波形显示是在MATLAB下完成的,将算法用C++在Visual Studio 2013 Professional下重新编译。程序UI界面自上而下包括QRS时限、室性和窦律心律移形区的勾选框、各导联时限和幅值显示框、针对R波和Q波是否顿挫的勾选框、程序运行结果获取按钮“Apply”、清除UI输入按钮“Clear”以及定位结果显示框等。手动测量+软件自动定位于12组实际临床手术病例。在三维标测系统的多道界面可以对历史病例进行回顾,对多道窗中显示的ECG信号进行人工标注和测量,获取对应ECG信号的时限和幅值。将这12组临床病例的测量值手动输入到UI界面,显示框中显示程序运行结果。结果显示实际定位基本符合率为91.7%（11/12）,准确符合率为75%（8/12）,可以作为术者操作的参考,基本符合的情况即定位了大致的位置,可以应用于临床。图像识别与全自动化探索基于各个导联的,根据不同类别设计不同的识别步骤。首先识别各导联的R波或心拍,通过阈值判断心电信号中满足幅值和斜率都比较大的点。在1类导联中,识别Q波和S波是采用局部极小值的方法。在2类导联中,设计一种方法来识别心拍范围内的QRS复合波,主要是根据各波形幅值、方向和时限特点。利用MIT心电数据库100.mat（正常心电信号）进行初步验证。在实现QRS复合波检测后,计算QRS复合波时限,包括Q波起点识别、S波终点识别以及R波时限计算等。将12组临床手术病例中,每组提取大约10个心跳周期的信号,包括12个导联的体表心电信号,数据采样率为2000Hz,ADC分辨率为13位。将所有待测试的心电信号转换后利用MATLAB工具对输入文件中的心电信号进行读取并显示,以验证心电信号与实际数据的一致性。结果显示自动诊断效果与临床医生诊断差距较大,基本无法确定位置,判断主要的问题在于图像识别参数与人工测量参数差异较大。第五部分 特发性室性心律失常人工智能定位系统在导管消融治疗中的应用研究目的将研制的特发性室性心律失常人工智能定位系统（VALS）应用于实际临床诊疗中,明确其在特发性室性心律失常导管消融中的效果。研究方法纳入2018年1月至2018年12月连续入院（上海长征医院电生理中心及上海岳阳医院、嘉兴医学院第二附属医院?蚌埠市第二人民医院等分中心）行射频消融治疗的室性心律失常患者,共124例。其中男性66例,女性58例,平均年龄（59±11.4）岁。根据术前是否使用特发性室性心律失常人工智能定位系统（VALS）进行定位,随机分为VALS组和对照组。VALS组患者术前通过VALS软件进行定位,对照组常规进行电生理检查和射频消融。观察VAs人群特征,并对比两组特征和手术差异。研究结果1.特发性VAs病例数随年龄增加增多,呈年龄相关性;80岁以上患者明显减少;其中大于60岁的患者占总人群的57.3%共（71/124）。2.室性心律失常的形式:频发室性早搏占69.4%（86/124）,非持续室性心动过速占24.2%（30/124）,持续室性心动过速占6.5%（8/124）。3.特发性室性心律失常中起源:右室流出道的占50.8%（63/124）,起源于左室流出道的占27/124（21.8%）,起源于二尖瓣环的占12/124（9.7%）,起源于三尖瓣环的占15/124（12.1%）,起源于乳头肌的占2/124（1.6%）,起源于束支或分支的占3/124（2.4%）,起源于心外膜的占2/124（1.6%）。63例右室流出道室性心律失常,其中前间隔肺动脉瓣下起源占42.9%（27/63）,后间隔肺动脉瓣下起源占34.9%（22/63）,前游离壁起源占12.7%（8/63）,后游离壁起源占9.5%（6/63）。右室流出道间隔起源占77.8%（49/63）,游离壁占22.2%（14/63）。距离肺动脉瓣下1厘米以内起源占90.5%（57/63）,距离肺动脉瓣下1-2厘米起源占9.5%（6/63）,两者统计学差异有显著性（P＜0.05）。27例左室流出道室性心律失常,左冠窦（LCC）起源的占40.7%（11/27）,右冠窦（RCC）起源占37.0%（10/27）,左右冠窦之间（L-RCC）起源的占22.2%（8/27）,无冠窦（NCC）起源的占0%（0/27）。4.特发性室性心律失常射频消融总体结果,即时成功率为93.5%（116/124）,随访1月无复发。其中63例右室流出道起源的室性心律失常消融即时成功率98.4%（62/63）,27例左室流出道起源的室性心律失常消融即时成功率为92.6%（25/27）,二尖瓣环起源的室性心律失常消融即时成功率91.7%（11/12）,三尖瓣环起源的室性心律失常消融即时成功率86.7%（13/15）,乳头肌起源的室性心律失常消融即时成功率50%（1/2）,束支或分支起源的室性心律失常消融即时成功率100%（3/3）,心外膜起源的室性心律失常消融即时成功率50%（1/2）。各部位来源的特发性VAs射频消融的即时成功率和随访复发率统计学差异无显著性。5.VALS组和对照组对比:两组基础临床情况在年龄、性别、体重、病程、伴随疾病、左室射血分数（LVEF）、高敏C反应蛋白（Hs CRP）、脑利钠肽（BNP）、肝功能、肾功能等方面无明显差异。VALS组患者术前经过对标准体表心电图的测量,输入VALS系统进行定位,与术中实际成功消融位置进行对比,基本符合率为91.5%（54/59）,准确符合率83.9%（50/59）。VALS组和对照组手术情况比较,可见VALS组手术时间短于对照组（113±58min vs 138±67min,P＜0.05）,放电消融时间两组无统计学差异。VALS组术中X线曝光时间少于对照组（10.3±5.6min vs18.2±8.2min,P＜0.05）,相应的,X线曝光量也明显减少（293±240m Gy vs582±273m Gy,P＜0.05）。两组间手术成功率无明显差异。6.消融失败病例和并发症:消融失败主要原因有术中发作少、靶点靠近希氏束、靶点在外膜或乳头肌难以贴靠等,但均基本明确起源位置。手术并发症有房室传导阻滞和假性动脉瘤,发生率1.6%（2/124）;无心肌穿孔、心包填塞等严重并发症。结论1.特发性室性心律失常与年龄具有相关性,60岁以上人群最多,最常见的表现形式为室性早搏,其次是非持续室性心动过速,持续室性心动过速最少。2.特发性室性心律失常最常见起源于右心室流出道,其次为左心室流出道,再次为瓣环,束支、乳头肌、外膜少见。3.特发性室性心律失常射频消融即时成功率为93.5%（116/124）,复发率低。各部位来源的特发性室性心律失常射频消融的即时成功率和随访复发率统计学差异无显著性。4.特发性室性心律失常人工智能定位系统（VALS）定位基本符合率为91.5%（54/59）,准确符合率83.9%（50/59）。VALS组手术时间短于对照组,X线曝光时间和X线曝光量少于对照组。两组间手术成功率无明显差异。5.消融失败主要与术中发作少、靶点靠近希氏束、起源于外膜或乳头肌等难以到位和贴靠等。手术并发症有房室传导阻滞和假性动脉瘤,无心肌穿孔、心包填塞等严重并发症。