心室復極穩定性的心電學指標及其評價

王皎 綜述 張樹龍 審校

心室復極穩定性的心電學指標及其評價

王皎 綜述 張樹龍 審校

心肌動作電位是由細胞膜上的離子通道有規律地開放、關閉引起的。心室肌除極時間短，影響因素少，較穩定；復極時間長，影響因素多，穩定性差。心室復極是心臟電活動的一個重要階段，復極過程中一些微小干擾即有可能觸發心律失常。心電圖是臨床上最常用和最簡便的檢測心室復極不一致性的方法。常用的衡量心室復極穩定性的心電學指標有QTc間期、QTd、QT/RR斜率、Tp-Te間期、Tp-Te間期/QT、QRS-T夾角和VG等。這些指標已被廣泛用于臨床各種疾病的風險評估，現就上述指標的研究進展作一綜述。

心室復極；心室復極離散度；心電圖

全世界每年約有80萬人死于心源性猝死(sudden cardiac death，SCD)，大多數SCD是由惡性室性心律失常(malignant ventricular arrhythmia，MVA)引起的。通常MVA易發生于器質性心臟病患者，但也有15%～20%發生于無器質性心臟病的患者。心室肌復極的不均勻性增加是導致室性心律失常的主要原因，直接威脅患者的生命安全。心室復極是心臟電活動的一個重要階段，復極過程中的一些微小干擾即有可能觸發心律失常，而心電圖是臨床最常用、最簡便的檢測心室復極穩定性的方法。

1 心室復極穩定性概述

1.1 細胞層面

心肌動作電位是由細胞膜上的離子通道有規律地開放、關閉引起的。在一次除極后，心肌又會恢復原來的極化狀態，此過程稱為“復極”；心室肌復極在體表心電圖上表現為ST段及T波。心室肌除極過程短，影響因素少，較穩定；而復極過程涉及Ca2+、Na+、K+(Ito、Iks、Ikr)等多種離子流，復極時間長，影響因素多，穩定性差。

1.2 心肌組織層面

心室肌分為心內膜、中層和心外膜三層，其動作電位曲線各不一致；同一層心肌、不同區域的動作電位曲線也存在差異。心室肌在電學上并非一個均質體，而是一個異質體，因此，在心室復極過程中容易出現復極時間和電位不一致，即跨室壁復極離散度(transmural dispersion of repolarization，TDR)。正常心臟也存在復極差異，但差值尚在正常范圍；異常情況如心肌缺血缺氧、離子紊亂、結構異常、基因異常等，均能引起心肌細胞復極紊亂，心肌細胞間出現電位差，TDR增大，引發異常電流，從而觸發心律失常。文獻[1-4]研究表明，TDR的增大與惡性心律失常的發生率相關。三層心室肌動作電位曲線，參與決定體表心電圖上T波的形態、振幅、方向和時限。

2 心室復極穩定性的心電學指標

2.1 QT間期、QTc和QTd

盡管QT間期及QTc間期可用于預測心律失常，但敏感性和特異性均不高，故均不能作為評價心電圖心室復極穩定性的“金標準”。因此，研究者提出了QT離散度(QT dispersion，QTd)，指12導聯中最長與最短QT間期之差，計算公式為QTd=QTmax-QTmin。QTd 反映心室復極的不一致性和心電的不穩定性，可用來預測MVA及猝死的發生風險。Zabel等[11]也發現人心外膜單相動作電位時程離散和體表心電圖QTd顯著相關，與激動時間離散度、復極時間離散度呈顯著正相關。因此，QTd被認為不僅與心室復極離散有關，還與除極順序有關。多項關于長QT綜合征、心肌梗死、心肌病、心力衰竭的研究也表明，QTd對MVA的預測有一定的價值[12]。然而也有研究結果與上述觀點相矛盾，認為QTd不能獨立預測MVA[13]，且QTd測量難度大，易受非心電因素的干擾，沒有統一的測量標準，無法準確、重復測量，近年來應用減少。

2.2 QT/RR斜率

QT間期多從十幾秒的平面心電圖上獲得數據，且為靜態心電圖參數，缺少動態觀察評價，因而有一定的局限性。近些年，QT/RR斜率被認為可以反映心室復極的動態變化，對24 h動態心電圖竇性心律下的QT間期和RR間期進行直線相關性分析，根據QT間期的起止位置不同，分為QTe/RR的斜率(QTe為Q波起始至T波終點的間期)和QTp/RR的斜率(QTp為Q波起始至T波頂點的間期)。在心肌梗死、心力衰竭、擴張型心肌病、肥厚型心肌病和長QT綜合征患者中，觀察到QT/RR斜率異常增大，其中QTe/RR比QTp/RR的靈敏性和特異性更高[14]。QT/RR斜率還可以幫助我們預測離子通道疾病心律失常的發生，心臟鉀離子通道KCNE1(G38S)具有基因多態性，Yamaguchi等[15]發現KCNE1(G38S)基因多態性的患者易發生尖端扭轉型室性心動過速，尤其是在QT間期延長的情況下，同長QT綜合征(LQTS)患者具有相似的室性心律失常發生風險，QT/RR斜率也明顯增大；通過補充電解質、使用β-受體阻滯劑等治療手段，QT/RR斜率減小，患者心悸、先兆暈厥的癥狀也未再復發，因此QT/RR斜率可以用來評估KCNE1(G38S)潛在的遺傳性心律失常的發生風險。QT/RR斜率與QTc間期、QTd等指標相比，不僅與心室復極有關，還和自主神經有關，斜率增大提示迷走神經張力減小，交感神經張力增大，而自主神經功能紊亂在心律失常的發生中起重要作用。

2.3 T波峰末間期和Tp-Te間期/QT

T波峰末間期(Tpeak-Tend interval，Tp-Te間期)指T波頂峰至T波終末的時間間期，代表心室肌不同部位最早和最晚復極結束的時間差。目前研究認為，體表心電圖Tp-Te間期不僅和心室跨壁復極離散有關，而且與心室整體復極離散有關[16]。盡管迄今為止尚無關于Tp-Te間期正常值的共識，但已有一些學者進行Tp-Te間期與MVA發生風險的相關性研究。在長、短QT綜合征的患者中，Tp-Te延長均預示較高的MVA發生風險[17]；Tp-Te間期對Brugada綜合征患者的危險分層也有指導意義[18]，同時，對心肌病、心肌梗死、心力衰竭患者發生MVA也有預測價值[8，19]。心肌梗死患者的Tp-Te間期及其離散度較健康者延長，且心肌梗死后發生室性心律失常患者的Tp-Te間期較未發生室性心律失常患者延長， Hetland等[20]發現當校正年齡、左心室射血分數(LVEF)、QRS間期等因素后，Tp-Te間期在發生室性心律失常患者中明顯增大[(116±26) msvs. (102±20) ms，P=0.01]，提示Tp-Te間期是室性心律失常的獨立預測因素。在一些常見病，如長期高血壓導致的左心室肥厚和糖尿病患者中，Tp-Te間期較正常對照組延長。

Tp-Te間期/QT是預測心律失常的一個新指標，避免了心率的影響(心率在60～100 次/min時該指標幾乎沒有變化)。在ST段抬高型急性心肌梗死患者中，Tp-Te間期/QT可以有效預測心律失常的發生及再灌注治療的效果[8，21]；在心臟再同步化治療時，Tp-Te間期/QT可以作為室性心律失常的風險標記[22]；在心力衰竭、肥厚型心肌病患者中，Tp-Te間期/QT值也明顯增大。

2.4 T波電交替

T波代表心室復極，T波電交替(T wave alternans，TWA)是指體表心電圖T波形態、極性和振幅逐搏交替變化，反映了心室復極時細胞內鈣離子的變化對空間異質性的影響，反映心肌細胞動作電位持續時間和形狀的改變[23]。TWA 可分為毫伏級(體表心電圖可直接觀測) 和微伏級(肉眼不能識別，需借助特殊檢測儀器和方法)。既往研究表明，微伏級T波電交替(microvolt T-wave alternans，MTWA)是室性心律失常和SCD高危患者強有力的預測因子。Merchant等[24]進一步發現在LVEF≤35%的患者中，MTWA陰性者SCD發生率低，在LVEF>35%的患者中，MTWA陽性者SCD發生率高。這些發現可能對哪些患者需要植入ICD進行一級預防有一定的指導意義。

2.5 QRS-T夾角

QRS-T夾角是心電向量圖上QRS波空間向量與T波空間向量之間的夾角，反映心室除極向量和復極向量之間的關系，可分為空間QRS-T夾角和平面QRS-T夾角。研究認為，QRS-T夾角與心衰、冠心病、糖尿病、腦卒中、室性心律失常等密切相關[25]。Selvaraj等[26]研究表明QRS-T夾角越大，B型尿鈉肽(BNP)水平越高、左室質量指數越大或右室收縮功能越差；在調整BNP影響因素后發現，QRS-T夾角是再住院率或死亡率的獨立影響因素。

2.6 心室復極梯度

心室復極梯度(ventricular gradient，VG)為QRS波綜合向量與T波綜合向量經平行四邊形法則求出的綜合心電向量，代表了心肌復極本身代謝的異常。VG可以用于區別原發性與繼發性復極改變，為臨床醫師診斷冠心病及原發性心電疾病提供了新的參考指標[27]。

QRS-T波群是由多個動作電位時程的空間不均一性決定的，而不單單取決于動作電位本身，因而Geselowitz[28]提出了三維空間心室復極梯度(SVG)的概念。SVG有了方向性，成為一個矢量，其方向取決于空間QRS軸和T軸的方向，其大小為立體QRS環最大向量與立體T環最大向量經平行四邊形法則求出的綜合心電向量的大小。隨著計算機技術的發展，常規計算SVG的大小和方向已經成為可能，它的廣泛應用值得期待。

2.7 JT間期及其離散度

JT間期是指J點到T波終點之間的間期。JT間期離散度(JTd)是指心電圖上不同導聯之間最大JT間期和最小JT間期的差值。許多因素可以影響QT間期，尤其是室內傳導阻滯導致的QRS延長使QT間期延長，而JT間期消除了心室肌除極時限的影響，但心室肌動作電位中除極時相很短暫，所以QRS波也包括心肌早期復極成分，將復極和除極完全分開是不可能的，加之心電圖上J點的判斷存在難度，所以目前臨床上應用不廣泛。

2.8 興奮-恢復間期

興奮-恢復間期(activation-recovery interval，ARI)定義為電描記圖中RS段下降最快點和T波上升最快點之間的時間間隔。目前應用仿真研究，建立心室肌模型，應用雙域模型并加入心肌各向異性條件，計算局部心電圖，并提取相關參數，認為ARI可以很好地表征心室復極不一致。但目前尚無ARI的相關臨床研究，其臨床作用還需進一步探討。

3 新的研究進展和問題

隨著起搏器技術的發展，植入式心臟除顫器(implantable cardioverter defibrillators，ICD)已成為預防SCD最有效的方法， Li等[29]對509例ICD植入患者進行前瞻性研究，觀察其QRS-T夾角的變化，平均隨訪34個月，去除其他因素后，QRS-T夾角為全因死亡率(HR=2.5，P<0.05)、心源性死亡率(HR=1.9，P<0.05)和心衰再住院率(HR=2.3，P<0.01)的獨立危險因素，且優化治療能顯著縮小正面QRS-T夾角[(100.9±53.4)°vs.(107.2±54.4)°，P<0.001]，表明QRS-T夾角是一個強有力的預測心衰惡化植入ICD的患者全因死亡和心源性死亡的指標。

隨著心臟再同步化治療(cardiac resynchronization therapy，CRT)和心臟再同步化治療除顫器(cardiac resynchronization therapy defibrillator，CRT-D)被越來越多地應用于臨床，心室復極穩定性的心電學指標在起搏位置評價、治療效果及風險評估方面也發揮著新的作用[1，10]。CRT-D植入術后左心室逆重構患者的TDR減小，左心室多部位起搏比單部位起搏的TDR減小，心內膜起搏比心外膜起搏的TDR減小。

近年來，不斷有新的心室復極指標被提出，如QT/RR斜率、Tp-Te間期/QT、ARI等，一些研究也證明了這些指標可以預測心律失常的發生風險。 然而，有些心電學指標，如QTd、VG、JT及JTd，因其測量存在爭議且計算復雜，難以廣泛應用。而心室復極穩定性指標統一診斷標準的缺乏，也限制了上述心電學指標在臨床實踐中的應用。隨著計算機技術的發展，可以利用軟件對心電信號進行統一處理、測量和計算，相信這些心電圖的復極指標的準確性和靈敏性能不斷提高，從而更廣泛地應用于臨床工作。

4 結論

正常情況下，心室肌的電生理性質是不均一的，存在復極離散。病理條件下，復極離散會進一步變大，異常增大的復極離散為心律失常，尤其是威脅生命的室性心律失常提供了基質。心電圖作為臨床上一種簡便、無創的檢查手段，其中評價心室復極穩定性的各項指標，對預測心律失常甚至SCD的發生均有重要意義。

目前，針對心電圖心室復極穩定性各項指標的統一標準尚未出現，因此可在充分全面的研究后提出關于各項指標的心律失常危險因素評分，從而有助于臨床預測患者惡性心律失常發生的風險。

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(本文編輯：李政萍)

Electrocardiographic indicators of ventricular repolarization stability and their evaluation

WangJiao,ZhangShu-long

(Heart Center, Affiliated Zhongshan Hospital of Dalian University, Dalian Liaoning 116001, China)

Myocardial action potential results from the regular opening and closing of ion channels on the cell membrane. Different from depolarization, the repolarization of ventricular muscle goes through a long period, influenced by many factors and thus performs poor stability. Ventricular repolarization is an important stage in electrical activities of the heart. Even micro interference in the process may trigger arrhythmia. Electrocardiogram is the most commonly used and convenient method of detecting the inconsistency of ventricular repolarization. Several electrocardiographic indicators such as corrected QT interval, QTd, QT/RR, Tp-Te, Tp-Te/QT, QRS-T angle and VG are frequently used to evaluate the stability of ventricular repolarization. These indicators are used extensively in the risk evaluation of various diseases clinically. This paper reviews on the research progress of the above indicators.[Key words] ventricular repolarization; dispersion of ventricular repolarization; electrocardiogram

國家自然科學基金資助項目(81370307)

R540.41

A

2095-9354(2017)01-0047-05

10.13308/j.issn.2095-9354.2017.01.011

2016-11-22)