心電學(xué)指標(biāo)在預(yù)測(cè)心臟性猝死中的研究進(jìn)展

程思靜 華偉

100037 中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 國(guó)家心血管病中心 阜外醫(yī)院心律失常診治中心

心血管疾病是人類的首要死因，全球約1 785萬(wàn)人死于心血管疾病，占非傳染性疾病死亡總數(shù)的44%[1]。在因心血管疾病死亡的人群中，約25%的患者首要表現(xiàn)為心臟驟停或心臟性猝死(sudden cardiac death，SCD)。如果沒有迅速采取正確的急救措施，心臟驟停就會(huì)演變?yōu)镾CD。SCD是指在癥狀發(fā)生1 h之內(nèi)發(fā)生的突然的、意外的死亡；或在沒有目擊者的情況下，在死亡前24 h無癥狀，而且排除其他可能的死因，推測(cè)由于心血管因素導(dǎo)致的死亡[2]。中國(guó)的一項(xiàng)橫斷面研究表明，SCD的發(fā)生率為41.8/10萬(wàn)人[3]。不同年齡的人群中導(dǎo)致SCD的病因構(gòu)成是不同的，在年輕個(gè)體中，離子通道病、心肌病、心肌炎和藥物濫用占主要地位，而在老年人中，冠心病、心臟瓣膜病和心力衰竭則是主要原因，但仍有2%～54%的患者在尸檢后仍然找不到病因[4]。

由于SCD的突發(fā)性，對(duì)其準(zhǔn)確預(yù)測(cè)是非常重要的。心電學(xué)檢查是預(yù)測(cè)SCD的一種重要手段，目前有很多的心電學(xué)指標(biāo)用于SCD的危險(xiǎn)分層和預(yù)測(cè)。本文先對(duì)已有較多研究的經(jīng)典心電學(xué)指標(biāo)進(jìn)行總結(jié)，然后重點(diǎn)介紹心電學(xué)指標(biāo)研究進(jìn)展，最后介紹用于預(yù)測(cè)的心電學(xué)指標(biāo)模型。

1 心電學(xué)經(jīng)典指標(biāo)

基于心電圖的心電學(xué)指標(biāo)包括心率、P波、QRS波、QT間期、T波、J波等。

1.1 心率

包括靜息心率、心率減速力、心率震蕩等[5]。心率減速力通過對(duì)Holter記錄的24 h心電圖進(jìn)行分析，根據(jù)測(cè)算公式測(cè)定心率整體趨向性和心率減速能力，其受損標(biāo)志著迷走神經(jīng)功能降低。對(duì)于心肌梗死后患者，心率減速力比左心室射血分?jǐn)?shù)和心率變化更能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)死亡[6]。心率震蕩反映了室性期前收縮導(dǎo)致的心率改變，表現(xiàn)為早期的心率加速與其后伴隨的心率減速。心率震蕩能夠預(yù)測(cè)急性心肌梗死后左室射血分?jǐn)?shù)>30%患者的SCD和心律失常事件，當(dāng)與后文提到的T波電交替結(jié)合時(shí)，預(yù)測(cè)能力會(huì)進(jìn)一步提升[7]。

1.2 QRS波

包括碎裂QRS波、QRS時(shí)限、QRS-T角等。碎裂QRS波是指心電圖上相鄰兩個(gè)及以上導(dǎo)聯(lián)出現(xiàn)的多相QRS波，并且排除完全性或不完全性束支傳導(dǎo)阻滯及室內(nèi)阻滯。它與先天性心臟病、原發(fā)性高血壓伴左心室肥厚、運(yùn)動(dòng)相關(guān)的SCD有關(guān)[8-10]。QRS時(shí)限增加與正常人群以及Takotsubo綜合征患者的猝死有關(guān)，而且QRS時(shí)限增加的速度和幅度也被證明與成人先心病SCD的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)[11-13]。QRS-T角>90°是獨(dú)立于左心室射血分?jǐn)?shù)的心臟驟停的危險(xiǎn)因素[14]。

1.3 QT間期

包括校正的QT間期、QT離散度等。校正的QT間期是猝死的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[15]。校正的QT空間離散度與肥厚型心肌病患者的SCD有關(guān)[16]。

1.4 T波

包括T波峰末間期、T波電交替(T wave alternans，TWA)、微伏級(jí)T波電交替(microvolt T wave alternans，MTWA)。T波峰末間期可作為一般人群和有心血管基礎(chǔ)疾病患者的心律失常事件和死亡的危險(xiǎn)分層因素[17]。TWA是心電圖中T波的形態(tài)、振幅和極性的逐搏交替改變。TWA是非缺血性肥厚型心肌病患者預(yù)測(cè)SCD的敏感性指標(biāo)[18]。MTWA是經(jīng)過特殊心電信號(hào)處理記錄的TWA，它與擴(kuò)張型心肌病、肥厚型心肌病猝死風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)[19-20]。但是也有研究表明其無法預(yù)測(cè)心肌梗死后左室射血分?jǐn)?shù)≤30%患者的室性心動(dòng)過速事件[21]，因此其應(yīng)用價(jià)值還需要更加明確的證據(jù)支持。

2 心電學(xué)指標(biāo)新進(jìn)展

2.1 周期性復(fù)極動(dòng)力學(xué)(periodic repolarization dynamics，PRD)

PRD是近年來新提出的心電現(xiàn)象，與交感神經(jīng)興奮有關(guān)，是復(fù)極化低頻段(<0.1Hz)中的周期性的成分。首先使用FRANK導(dǎo)聯(lián)體系記錄體表X、Y、Z軸的正交心電圖信號(hào)或者將標(biāo)準(zhǔn)心電圖信號(hào)轉(zhuǎn)化為正交的X、Y、Z軸心電圖信號(hào)。在心電圖中，T波主要反映復(fù)極的特性，因此將心電圖信號(hào)中每個(gè)T波的時(shí)空信息整合成一個(gè)單獨(dú)的向量T°。然后使用連續(xù)復(fù)極化向量之間的角度dT°來表示瞬時(shí)復(fù)極不穩(wěn)定性。研究者使用連續(xù)小波轉(zhuǎn)換得到的小波系數(shù)的平均數(shù)來定量表示dT°的特性。PRD就是低頻段(<0.1 HZ)中小波系數(shù)的平均值[22]，并且與呼吸和心率變異無關(guān)[23]。在MADIT-Ⅱ研究的亞組分析中，PRD是心肌梗死后左心室射血分?jǐn)?shù)降低患者SCD的預(yù)測(cè)指標(biāo)[22]。研究者隨后又對(duì)415例心肌梗死患者進(jìn)行了前瞻性的驗(yàn)證，將患者根據(jù)PRD分為<5.75 deg2和≥5.75 deg2，結(jié)果表明PRD增加是3年全因死亡和心血管死亡的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[24]。一項(xiàng)基于15個(gè)歐盟國(guó)家44個(gè)中心的前瞻性對(duì)照研究納入了1 371例左心室射血分?jǐn)?shù)低于35%并且符合預(yù)防性植入式心律轉(zhuǎn)復(fù)除顫器(implantable cardioverter defibrillator，ICD)植入一級(jí)指征的患者，結(jié)果表明PRD>7.5 deg2的患者比PRD<7.5 deg2的患者能從ICD植入中獲益更多。該研究表明PRD可以用來指導(dǎo)預(yù)防性ICD植入的決策[25]。目前對(duì)于PRD的臨床主要來源于歐洲，尚無來自其他地區(qū)的大規(guī)模臨床試驗(yàn)來驗(yàn)證。另外研究主要針對(duì)心肌梗死后患者，無法確定針對(duì)于不同人群的合適的截?cái)嘀?，因此需要有更多的研究?duì)其適用性進(jìn)行評(píng)估。

2.2 區(qū)域恢復(fù)不穩(wěn)定指數(shù)(regional restitution instability index，R2I2)和ECG恢復(fù)峰值斜率(peak ECG restitution slope，PERS)

R2I2是在電生理檢查中基于心電圖定量測(cè)量室性心律失常風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo)，原理是動(dòng)作電位時(shí)程(action potential duration，APD)恢復(fù)斜率代表了局部電生理特性的異質(zhì)性。在特定的起搏刺激方案下，以T波峰值和QRS波的起點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，APD是指QRS起始至T波峰值時(shí)間(QTp)，舒張期是指T波峰至下一個(gè)QRS起始(TpQ)。在不同的導(dǎo)聯(lián)中在連續(xù)的前后有重疊的40 ms時(shí)長(zhǎng)內(nèi)用最小二乘回歸對(duì)TpQ和QTp進(jìn)行擬合并計(jì)算出斜率。在同一導(dǎo)聯(lián)中計(jì)算出斜率與斜率均值的差值，并計(jì)算這些差值的標(biāo)準(zhǔn)差。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差就是APD恢復(fù)異質(zhì)性，R2I2就是各導(dǎo)聯(lián)APD恢復(fù)異質(zhì)性的均值[26]。PERS也是一個(gè)新的基于心電圖的指標(biāo)，該指標(biāo)的理論基礎(chǔ)是APD恢復(fù)的斜率與發(fā)生室性心動(dòng)過速的傾向有關(guān)，PRD是各導(dǎo)聯(lián)最大恢復(fù)斜率的均值[27]。在一項(xiàng)納入26例的回顧性研究中，R2I2是缺血性心臟病患者室性心律失常和死亡的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[26]。在一項(xiàng)納入60例缺血性心臟病患者的研究中，R2I2和PERS在室性心律失?；騍CD患者中更高[28]。但是由于針對(duì)R2I2和PERS的臨床研究較少，尚不能確定合適的標(biāo)準(zhǔn)用來指導(dǎo)臨床SCD的危險(xiǎn)分層。另外，之前的研究主要是針對(duì)缺血性心臟病的患者，這兩個(gè)新指標(biāo)是否適用于一般人群的篩查和其他特定人群的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)還需要后續(xù)的研究來證明?，F(xiàn)在有一項(xiàng)預(yù)計(jì)納入至少440例缺血性心臟病受試者的針對(duì)R2I2和PERS作為室性心律失常預(yù)測(cè)指標(biāo)的研究(NCT03022487)正在進(jìn)行，其截?cái)嘀捣謩e為R2I2=1.03，PERS=1.2。這項(xiàng)研究的結(jié)果會(huì)對(duì)R2I2和PERS用于預(yù)測(cè)SCD的可行性提供更多的證據(jù)[27]。

3 心電學(xué)指標(biāo)預(yù)測(cè)模型

3.1 總體電生理異質(zhì)性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分

總體電生理異質(zhì)性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分納入了5個(gè)心電指標(biāo)，分別是QRST波積分絕對(duì)值和(sum absolute QRST integral，SAI QRST)、空間QRST角、空間心室復(fù)極梯度(spatial ventricular gradient，SVG)大小、SVG仰角和SVG方位角。SAI QRST是在QRS波和T波與等電線圍成的面積和?？臻gQRST角是QRS向量和T向量在空間中的夾角。SVG是QRS向量和T向量的矢量和，SVG大小是SVG向量的模。SVG方位角是SVG向量與水平面(XY平面)的夾角。SVG仰角是SVG向量與垂直面(XZ平面)的夾角。在一項(xiàng)基于ARIC和CHS兩個(gè)大型的前瞻性的隊(duì)列研究中，研究者利用總體電生理異質(zhì)性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分對(duì)一般人群進(jìn)行危險(xiǎn)分層，結(jié)果表明該評(píng)分的基線水平以及其隨時(shí)間的大幅增加是SCD的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。當(dāng)與臨床指標(biāo)或者人口學(xué)因素結(jié)合后其預(yù)測(cè)能力有所提升[29]。另一個(gè)研究也驗(yàn)證了在ARIC隊(duì)列研究其對(duì)SCD的預(yù)測(cè)價(jià)值[30]。該研究為一般人群的SCD的預(yù)測(cè)提供了新的手段，但是仍需外部人群進(jìn)行驗(yàn)證。

3.2 多因素兩步程序性心室刺激法

在一項(xiàng)前瞻性多中心觀察性隊(duì)列研究中，通過兩步心電學(xué)檢查方法對(duì)心肌梗死后射血分?jǐn)?shù)保留心力衰竭患者進(jìn)行危險(xiǎn)分層。(1)第一步算法是根據(jù)Holter動(dòng)態(tài)心電圖或者信號(hào)平均心電圖評(píng)估危險(xiǎn)因素。對(duì)于出現(xiàn)室性期前收縮、非持續(xù)性室性心動(dòng)過速、心室晚電位、延長(zhǎng)的QT間期、T波電交替增加、心率變異降低、心率減速力降低、心率震蕩心電現(xiàn)象之一的患者進(jìn)行程序性心室刺激。(2)在第二步程序性心室刺激中，誘導(dǎo)出持續(xù)性單形性室性心動(dòng)過速、心室撲動(dòng)或多形性室性心動(dòng)過速的患者被認(rèn)定為高?；颊?。在本次研究中，基礎(chǔ)人群主要心律失常事件發(fā)生率為1.5%，但是在兩步法篩選出的高危人群中，心律失常事件發(fā)生率達(dá)22%。該算法的敏感性為100%，特異性為93.8%，陰性預(yù)測(cè)值為100%，陽(yáng)性預(yù)測(cè)值為22%，表明多因素兩步程序性心室刺激法可以識(shí)別心肌梗死后射血分?jǐn)?shù)保留的高危心力衰竭患者[31]。將該研究評(píng)為2019年心律失常領(lǐng)域的十大進(jìn)展之一，填補(bǔ)了當(dāng)前SCD預(yù)防的空白[32]。該研究對(duì)篩選心肌梗死后心律失常高風(fēng)險(xiǎn)個(gè)體提供了可行的方案，但是仍需隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)來驗(yàn)證其在臨床實(shí)踐中的價(jià)值。

4 總結(jié)和展望

本文總結(jié)了預(yù)測(cè)SCD的經(jīng)典心電學(xué)指標(biāo)以及最新進(jìn)展。從中可以看出心電學(xué)指標(biāo)并不再局限于從心電圖中直接獲取，而是更多地基于高分辨率的技術(shù)以及相應(yīng)算法等去識(shí)別其中能夠反映易發(fā)生SCD的指標(biāo)。這為未來心電學(xué)指標(biāo)的研究提供了新的思路。

盡管很多心電學(xué)指標(biāo)已經(jīng)被證明在SCD中的價(jià)值，但是它們的陽(yáng)性預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率限制了它們單獨(dú)作為危險(xiǎn)分層指標(biāo)的應(yīng)用[33]。如何構(gòu)建預(yù)測(cè)能力更好的模型或者評(píng)分是后續(xù)研究的重點(diǎn)。目前，SCD的預(yù)測(cè)主要還是針對(duì)有心血管疾病基礎(chǔ)的人群，未來的研究也應(yīng)探究適用于大規(guī)模人群篩查的心電學(xué)指標(biāo)，為一般人群高風(fēng)險(xiǎn)個(gè)體識(shí)別提供更多的證據(jù)，并對(duì)這些個(gè)體制訂相應(yīng)的干預(yù)策略，以期降低SCD的疾病負(fù)擔(dān)。

利益沖突：無