T波電交替與心臟猝死

1、2021年T波電交替與心臟猝死(全文)一、概述Framingham前瞻性研究顯示75%的猝死為心臟性猝死(sudden cardiac death ,SCD )，而90%的心臟性猝死由心律失常所致，其中80% 由快速心律失常(室性心動過速、心室顫動)引起。因此，尋找準確識別 猝死高危人群的檢測方法是臨床硏究者探索的目標?，F(xiàn)已有多種猝死高危 患者檢測技術(shù)，除了反映左室收縮功能的左室射血分數(shù)(left ventricular ejection fraction , LVEF )和反映自主神經(jīng)功能的心率變異性(heart rate variability , HRV )、心率震蕩(heart rat

2、e turbulence , HRT )、心率 減速力(decelerati on capacity of rate , DC )外，還有各種除極與復極 異常的心電易損指標,包括QRS碎裂波(Fragmented QRS complex , fQRS )、QTc 延長、T 波峰末間(Tpeak - Tend interval , Tp - Te )延 長、T波電交替(T - wave alternans , TWA )。在各種心電易損指標預 警SCD方法中，TWA檢測是公認的SCD最強預警方法之一1。TWA是指竇性心律時心電圖上ST段或T波形態(tài)及振幅在相鄰心搏間 出現(xiàn)規(guī)律的交替變化?？梢娪诩毙?/p>

3、心肌缺血(如急性心肌梗死?口變異性心 絞痛等)、心肌病、心力衰竭、長QT綜合征、藥物以及嚴重電解質(zhì)紊亂 等2,3。1909年Hering4首次報道在心電圖上發(fā)現(xiàn)了電交替現(xiàn)象。1950 年Hellerstein和Liebow首次提出電交替與心律失常的發(fā)生存在潛在 的聯(lián)系，但因心電圖上肉眼可見T波電交替發(fā)生率太低，數(shù)十年來一直未 受到重視。直到1988年，Smith等應用頻譜分析的方法檢測出體表心 電圖上肉眼所不能分辨的、微伏級的T波電交替，提高了 TWA檢出的敏 感性和可靠性。2002年Nearing和Verrier7在動態(tài)心電圖分析系統(tǒng)中 應用時域分析原理檢測微伏級TWA （ MTWA ），對

4、T波進行動態(tài)的時域 定量分析，進一步提高了 MTWA的臨床應用價值。近年來，大量硏究證 實MTWA與惡性室性心律失常、心源性猝死之間有著極為密切的聯(lián)系, 其預測準確率至少等同、甚至優(yōu)于經(jīng)典的心內(nèi)電生理檢查8。二、T波電交替的發(fā)生機制TWA的產(chǎn)生機制尚未完全清楚，目前認為主要與細胞電生理基礎、 離子基礎和神經(jīng)機制3方面有關(guān)。（-）T波電交替的細胞電生理基礎心肌復極時，中層肌M細胞與其兩側(cè)的心內(nèi)膜和心外膜心肌細胞 層之間存在復極差異。心外膜心肌細胞層最先進入快速復極期（3期）， 它與中層心肌間產(chǎn)生的電流（M - Epi ）即T波的起始部分，隨后心內(nèi)膜 心肌細胞層開始進入快速復極期，與中層心肌間也產(chǎn)

5、生一個電流（Endo -M ）,并與M - Epi方向相反。復極初M - Epi幅度大于Endo - M幅 度，形成T波的上升支，且心外膜心肌的復極終點與T波頂點（Tpeak ） 相對應；當心內(nèi)膜心肌復極時,Endo - M的幅度逐漸増大并超過M - Epi 的幅度，從而形成了 T波的下降支;M細胞最晚復極，復極的時間也最長， 其復極終點與T波終點（Tend ）相對應。因此時Tpeak - Tend時間主要 代表心外膜與中層心肌復極時間的差異。這種不同心肌復極時間的差異即 為跨心室壁復極離散度（transmural dispersion of repolarization ,TDR ） 9o心

6、電圖上T波的形態(tài)在很大程度上取決于整個動作電位時程（action potential duration , APD ）中三層心肌復極時間的差異,特別是M - Epi 和Endo - M兩個電流的關(guān)系。在某些情況下（如超過一定閾值的快速固 定頻率或心肌出現(xiàn)病理改變）每搏的復極時間并不完全相等,而是呈長、 短交替，總有一部分復極時間較長的心肌不能再次除極或完全除極,它們 休息一個心動周期后才能恢復正常應激性,表現(xiàn)為APD的逐搏交替變化 和心電圖上相鄰心搏的電交替。這種復極交替在中層（M）細胞中表現(xiàn)得 最為突出，因此在跨室壁三層心肌復極離散形成T波的基礎上，出現(xiàn)了內(nèi)、 中、外三層心肌復極交替的不均一

7、性，影響到M - Epi和Endo - M兩個 電流之間的凈效應并形成心電圖上的TWA。研究還發(fā)現(xiàn)，不同部位的心肌細胞復極交替有兩種變化形式：一種為 協(xié)調(diào)性交替,不同部位心肌細胞的復極時間的變化趨勢是一致的，即呈同 向性，表現(xiàn)為動作電位都延長或都縮短；另一種為非協(xié)調(diào)性交替，不同部 位的心肌細胞的復極時間的變化趨勢不一致或者相反，即呈異向性,表現(xiàn) 為動作電位有的延長，有的縮短。Pastore等10研究指出，TWA的形成 主要是由于心肌細胞復極時先出現(xiàn)協(xié)調(diào)性交替，隨后又出現(xiàn)非協(xié)調(diào)性交 替。多種生理及病理因素可誘發(fā)非協(xié)調(diào)性交替，如心率增快、室性早搏、 心肌缺血、再灌注、交感興奮、精神壓力增大等。當相

8、鄰心肌細胞間出現(xiàn) 非協(xié)調(diào)性電交替時，心肌復極離散性增加，相鄰心肌細胞間形成傳導阻滯 和折返，易導致惡性心律失常的發(fā)生2。（二）T波電交替產(chǎn)生的離子基礎心室復極過程中存在復雜的離子流跨膜運動。其中，細胞內(nèi)游離鈣離 子（Ca2+i ）是產(chǎn)生TWA的核心。Ca2+i有自身調(diào)節(jié)功能并維持一種 穩(wěn)態(tài)，它的變化（即鈣瞬變）會同時影響到APD、興奮收縮耦聯(lián)、心肌內(nèi) 激動的傳導以及心肌細胞間連接等。當心率增快時，舒張期縮短，心肌細 胞復極不全，Ca2+i不能完成其循環(huán)，擾亂了Ca2+i的穩(wěn)態(tài)并發(fā)生鈣 瞬變，鈣瞬變值整復性的變化可導致APD交替，即為TWA形成的基礎。 Pruvot等啲硏究采用豚鼠離體灌流心臟同

9、步記靈冊卜膜APD、心電 圖和胞內(nèi)鈣，結(jié)果TWA與APD交替一致，APD交替與胞內(nèi)鈣交替一致, 并發(fā)現(xiàn)胞內(nèi)鈣循環(huán)與APD交替的滯后相關(guān)，即當刺激頻率減慢時APD仍 保持快頻率刺激時較短的狀態(tài)。Gu。等12采用左室肥厚（LVH ）兔楔 形心肌灌流，同步觀察心內(nèi)膜、心外膜APD、心電圖和鈣激活氯電流1（ CL -ca ）,結(jié)果顯示心內(nèi)膜、心外膜APD呈非一致性交替改變，TWA與 APD交替一致，并發(fā)現(xiàn)LVH兔心肌細胞1（ CL -ca ）密度明顯高于非LVH 兔心肌細胞J（ CL - ca ）阻滯劑Ryanodine可抑制心內(nèi)膜和心外膜APD 的交替改變。Walker等13的研究提示交替滯后源于細

10、胞內(nèi)鈣循環(huán)量的增 加,而不是細胞膜鈣電流的變化。除此之外，K通道在心肌不同部位的敏 感性差異、心肌細胞內(nèi)ATP的代謝障礙、心肌細胞膜上連接蛋白的表達異 常以及心肌細胞間的失偶聯(lián)(uncoupling )都可能引起復極離散的增大, 參與電交替的形成。(三)T波電交替的神經(jīng)機制交感及副交感神經(jīng)系統(tǒng)對TWA的發(fā)生產(chǎn)生重要影響。交感神經(jīng)活性 増強使兒茶酚胺增多，通過交感風暴引起細胞內(nèi)鈣水平變化、心率増快, 隨之心動周期的舒張期(diastoli interval , DI)會相應縮短，在一定范圍 內(nèi)，動作電位時限與前面一次心搏的DI呈線性相關(guān)，當心率超過一定范 圍時,動作電位的時限不隨著DI的縮短而縮

11、短，而是出現(xiàn)心肌細胞動作 電位復極的交替，其表現(xiàn)在心電圖上就是TWA。Rosenbaum等14硏究 發(fā)現(xiàn)，心率増快可導致相鄰心肌細胞間DI的空間差異和各個心搏DI的不 均一性，是心肌細胞間產(chǎn)生復極非協(xié)調(diào)性交替的基礎，這種非協(xié)調(diào)交替現(xiàn) 象在不同的病理壞境下具有極其強烈的致心律失常性。Kovach等15 在犬的冠狀動脈閉塞前及閉塞時激怒犬也可誘發(fā)TWA ,并可被靜脈給予 美托洛爾所抑制。Klingen - heben等16對有惡性心律失常史的患者靜 脈注射P受體阻滯劑后TWA的幅值減少，少數(shù)患者TWA轉(zhuǎn)為陰性,說明 交感神經(jīng)活動對TWA的發(fā)生起一定作用。三、T波電交替的檢測方法（-）頻域法在運動平

12、板試驗中經(jīng)標準胸前導聯(lián)和三個正交導聯(lián)記錄采集心電波， 對128個連續(xù)心搏的ST - T段上進行多點同步采樣，計算出每一個采樣 點的電壓值后進行平均計算,通過快速傅立葉轉(zhuǎn)換進行頻譜定量分析。頻 域法規(guī)定0.5Hz處測量,常用參考指標還有交替率（alternant ratio K ）, 即電交替振幅與背景噪音的標準差的比值,反映TWA信號與噪音的相對 關(guān)系。TWA陽性的判斷指標：檢測心率在105-110次/min時，電壓波 1.9pVz交替率 3 ,持續(xù)2min以上乙14。（二）時域法（移動平均修正法）在運動負荷試驗或24h動態(tài)心電圖檢查時記錄標準胸導聯(lián)檢測TWA。經(jīng)抗基線漂移和信號濾波算法處理后

13、，自動檢測并排除干擾的心搏, 將處理后的心電波形依次歸入奇數(shù)組和偶數(shù)組，分別進行兩組波形的漸量 中值修正，計算出兩組波形的中位數(shù)，然后對兩組的中位數(shù)波形再一次修 正，選擇JT段作為電交替測量區(qū)，比較該段任意點上的奇數(shù)組與偶數(shù)組 中位數(shù)波形的最大差值，計算機軟件將每10 -15s內(nèi)最大差值的平均值作 為電交替值報告出來。此分析通過校正分割因子來控制每個納入檢測的心 搏對中位數(shù)波形變化的影響程度。專家共識建議，分割因子設定為1/8時, TWA 60pV z提示心臟性猝死和（或）心血管死亡風險顯著增加；對于 早期心肌梗死后伴或不伴心力衰竭的患者,TWA47pV可預測心臟性猝 死2,17,18 , T

14、WA值每增加20pV ,心血管死亡及心臟性猝死風險分別增 加 55%和 58%。四、T波電交替檢測的影響因素TWA的發(fā)生與心率呈線性關(guān)系，在心率較快（ 110次/min ）時發(fā) 生的T波電交替會出現(xiàn)假陽性。在低危人群中檢測TWA要求心率在105 門0次/分左右為宜。在心梗、心肌病和心力衰竭等存在器質(zhì)性心臟病或 者有過持續(xù)性室性心律失常病史的患者，因其出現(xiàn)TWA的閾值下降，在 比較低的心率時也能檢出有臨床意義的TWA19O異位心搏（如房性早搏 和室性早搏等）也可影響TWA的檢測結(jié)果，應用時域方法檢測TWA時, 分析程序會自動去除早搏及其后邊相鄰的心搏，保證TWA檢測結(jié)果的準 確性。某些藥物，如鈣

15、離子拮抗劑以及卩受體阻滯劑可以顯著降低TWA的 幅度20。心肌梗死后短時間內(nèi)致心律失常機制尚不穩(wěn)定,均可以造成假 陽性和假陰性的出現(xiàn)，現(xiàn)已有證據(jù)表明,心肌梗死后心肌大面積重塑之后 （數(shù)周甚至數(shù)月后），采集TWA數(shù)據(jù)進行心肌梗死后的危險分層更為準 確21。五、T波電交替預測心臟猝死和惡性心律失常的臨床應用大量研究已證明TWA在冠心病、急性心肌梗死21 - 24、充血性心 力衰竭22,25、擴張型心肌病26、肥厚型心肌27,28、高血壓左室肥厚29等器質(zhì)性心臟病人群中的陽性比例明顯高于普通人群，同時在這些高 危人群中，TWA陽性者發(fā)生室速、室顫等惡性心律失常的比例明顯增加。Gehi等22薈萃199

16、0年到2004年19個以TWA作為預測心律失 常的指標的臨床研究并得出結(jié)論,TWA陽性發(fā)生心律失常的風險比TWA 陰性高出接近4倍,其陰性預測值97% ,陽性預測價值為51%。TWA 作為預測心律失常的指標，在具有器質(zhì)性心臟病人群中惡性室性心律失常 的發(fā)生比例較普通人群大大增加。Quan等30薈萃5個研究（其中4個 動態(tài)心電圖測得的TWA ），總收集人數(shù)為1588人，包括317例TWA 陽性和1271例TWA陰性患者。與TWA陰性組t匕較,TWA陽性組顯示 SCD發(fā)生率增加，危險比（hazard ratio ZHR ）7.49，心臟死亡率HR4.75 , 和復合終點（SCD和嚴重心律失常事件）

17、HR5.94。該硏究也表明，動態(tài) 心電圖方法測得的TWA為預測致命性心臟事件提供了精確方法。近期， Lewek J等31 也應用動態(tài)心電圖方法評估T波電交替的臨床價值，該硏 究納入5000多名患者（在運動期間以及日?；顒又惺褂脛討B(tài)心電圖記錄 的患者），研究結(jié)果顯示，TWA的増加與出現(xiàn)心臟性死亡和心律失常事 件風險的增加呈正相關(guān)。（）對急性心肌梗死的心律失常的預測急性心肌梗死后,心肌細胞出現(xiàn)嚴重缺血缺氧，鉀離子外流，導致動作電位變化，同時引起心臟自主神經(jīng)功能失調(diào)，TDR增大，心肌電活動不 穩(wěn)定。因此，心肌梗死患者極易發(fā)生惡性室性心律失常，而這也是患者主 要的死亡原因之一o ABCD ( The

18、Alternans Before Cardioverter Defibrillator trial ) 32第一個應用TWA扌旨導ICD治療的研究，顯示了 TWA預測室性心律失常具有與心內(nèi)電生理檢測同等的預測價值。Gold MR 等22對 SCD - HeFT ( sudden cardiac death - heart failure trial ) 人群的490例患者進行前瞻性研究，其中缺血性心肌病占49% , NYHA II級患者占71 % , QRS波時限 120ms的患者占31 % ,隨訪間期為30 個月，主要終點事件為首次發(fā)生SCD或持續(xù)室速/室顫或恰當ICD放電。 該硏究最終得出

19、陰性結(jié)果，即MTWA并不能預測SCD - HeFT硏究人群 心律失常事件的發(fā)生率或死亡率。有硏究者前期觀察了 105例AMI患者 24，其中34例發(fā)生惡性心律失常,71例無惡性心律失常發(fā)生(對照組)。 此硏究以TWA25pV為陽性標準，單獨應用MTWA預測住院期間惡性 心律失常的靈敏度為50.00%特異度為80.28%陽性預測值為54.84% , 陰性預測值為77.03%，而以MTWA40pV為陽性指標預測AMI患者發(fā) 生惡性心律失常的靈敏度不足15% ,但特異度可達98%以上，意味舂 MTWA40pV的患者發(fā)生惡性心律失常的可能性較大。此項研究24還 觀察了冠狀動脈狹窄程度與MTWA以及惡性

20、心律失常的關(guān)系，結(jié)果顯示 MTWA未隨冠狀動脈狹窄程度的加重而明顯的增大，惡性心律失常的陽 性率也未隨冠狀動脈狹窄程度的加重而增高。(二)對心力衰竭的心律失常的預測充血性心力衰竭病人約有一半死于突發(fā)的室性心律失常。Yamada S 等33對215例充血性心力衰竭患者進行了平均2.7年的隨訪，隨訪結(jié)果 顯示83例（38.6% ）患者發(fā)生了心臟事件（心衰惡化而再次住院n = 51 或心臟性死亡n二32 ）。而與無心臟事件的患者相比，有心臟事件的患者 具有較高的TWA。多因素校正后的多變量分析表明，TWA是心臟事件的 獨立預測因素，其 HR 為 1.015 （ 95%CI : 1.003 - 1.0

21、27 , P. 0.016 ）, 對評估心衰患者再住院和心臟性死亡的風險有幫助。Baravelli等34亦認 為，在紐約心臟病學會（NYHA ）心功能分級為II級的充血性心力衰竭的 患者中，TWA有較高的心律失常事件預測價值，其敏感性100% ,特異 性53% ,陽性預測值24% ,陰性預測值100%。一項Meta分析35 （ 19 個研究，2608例患者）顯示，MTWA在單變量分析中是缺血性心衰（相 對危險比2.42 ）和非缺血性心衰患者（相對危險比3.67 ）發(fā)生心律失常 事件的強有力預測因子。（三）對心肌病的心律失常的預測心肌病有較高的室性心律失常發(fā)生率和猝死率。擴張型心肌病病人確 診后

22、兩年內(nèi)的死亡率約為25% - 50% ,死亡者中幾乎一半為突發(fā)的持續(xù) 性室速/室顫或猝死。如何發(fā)現(xiàn)心肌病病人中的高危病人,預防心臟性猝 死仍是治療的一個主要目標，MTWA可識別心肌病中具有發(fā)生室性心律 失常及猝死危險的高危病人36。Adachi等37首次對58例擴張型心肌 病病人MTWA的意義進行了深入的硏究，TWA陽性組持續(xù)性室速（sVT ） 發(fā)生率及左室舒張期末內(nèi)徑（LVDd ）均高于TWA陰性組,TWA預測持 續(xù)性室速的敏感性88% ,特異性72%，陽性預測值77%。單因素分析表 明LVDd和持續(xù)性室速發(fā)生率與TWA相關(guān)多元回歸分析NYHA、LVDd、 FS、QTd、SAECG、sVT

23、6個指標，認為MTWA是擴張型心肌病發(fā)生持 續(xù)性室速的有意義的預測指標。Xue SL等38將35例左室射血分數(shù)保留 的心律失常性右室心肌?。ˋRVC）的患者納入一項長期隨訪的研究，評 估MTWA與電生理技術(shù)相結(jié)合對ARVC患者發(fā)生室速的預測價值。在該 研究中，以MTWA23.5pV為MTWA陽性標準，以心臟性猝死、室速、 室顫及植入埋植式心臟復律除顫器為陽性事件,結(jié)果顯示,MTWA是 ARVC患者發(fā)生陽性事件的獨立預測因子，其與電生理技術(shù)相結(jié)合可提高 ARVC患者陽性事件的預測能力。Antunes MO等39采用動態(tài)心電圖記 錄同時進行運動試驗法觀察了 22例肥厚性心肌病的MTWA ,根據(jù)Ma

24、ron危險因子積分法分為高危組67例，低危組65例，結(jié)果顯示高危 組 MTWA 水平明顯高于低危組（101.40+75.61 vs 54.3546.26pV ）, 其中以TWA53pV為陽性標準，敏感性為50.00 %特異性為80.28 %。 研究結(jié)果顯示MTWA是B巴厚性心肌病的SCD主要危險因素，對非持續(xù)性 室速（VT ）、SCD家族史和心室間隔肥厚（30mm ）具有很好的預測價 值。（四）對長QT綜合征（LQTS ）的心律失常的預測TWA是APD交替的心電圖表現(xiàn)是LQTS室性心律失常的前兆40。 Takasugi等41應用動態(tài)心電圖記錄法觀察了 10例健康志愿者和32例 LQTs患者的M

25、TWA陽性的患病率以及它與扭轉(zhuǎn)VT的關(guān)系,結(jié)果顯示健 康志愿者無1例TWA42pv，有尖端扭轉(zhuǎn)室速(TdP瞞史的8例(100% ) LQTS患者TWA均n42pv ,而無TdP病史的24例LQTS患者中只有14 例(58.3% ) TWA達到42pvo因此,以42pv為截點z TWA對LQTS患 者TdP病史的敏感性為100% ,特異性為41.7%。30例(93.8% )患者 的胸導聯(lián)(V1 - V6 )中TWA水平最高,其中V2最常見(43.8% ),單 導聯(lián)記錄TWA42pv的比例42pv為 100%。該研究結(jié)果表明MTWA在LQT患者中比以前報道的要普遍得多， 并且與TdP病史密切相關(guān)”

26、對于LQTS患者應監(jiān)測胸導聯(lián)TWA ,有限的 導聯(lián)記錄可能導致TWA及其與TdP關(guān)系的低估。(5) TWA與心率變異性(HRV)對心律失常的預測Kawasaki42等觀察了動態(tài)心電圖基礎上的頻域TWA和HRV對室 性快速心律失常的危險分層。結(jié)果顯示,在41例ICD患者中，14例有至 少1次適當放電史 瀕域、時域TWA、HRV( SDNN )和心率震蕩(HRT ) 通過Holter被評估，僅頻域TWA和SDNN( 111ms)陽性，上述陽性 值在適當放電患者比無放電患者出現(xiàn)的更頻繁。頻域TWA陽性者比陰性 者具有更高的適當放電的危險性(50% vs. 16%),危險比值比(OR ) 5.3。當頻域TWA與HRV結(jié)合，其特異性(93% vs. 53% , p=0.003 ) 和預測準確性（83% vs. 66% , p=0.07 ）對預測適當放電患者明顯優(yōu)于 單獨頻域TWA陽性者。該結(jié)果表明，動態(tài)心電圖基礎上的頻域TWA在 探測ICD患者出現(xiàn)快速室性心律失常高危是非常有用的。頻域TWA結(jié)合 HRV可提高探測室性快速心律失?；颊吒?/p>