2021年T波电交替与心脏猝死(全文)

2021年T波电交替与心脏猝死（全文）一、概述Framingham前瞻性研究显示75％的猝死为心脏性猝死（sudden cardiac death，SCD），而90％的心脏性猝死由心律失常所致，其中80％由快速心律失常（室性心动过速、心室颤动）引起。

因此，寻找准确识别猝死高危人群的检测方法是临床研究者探索的目标。

现已有多种猝死高危患者检测技术，除了反映左室收缩功能的左室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）和反映自主神经功能的心率变异性（heart rate variability，HRV）、心率震荡（heart rate turbulence，HRT）、心率减速力（decelerati on capacity of rate，DC）外，还有各种除极与复极异常的心电易损指标，包括QRS碎裂波（Fragmented QRS complex，fQRS）、QTc延长、T波峰末间（Tpeak－Tend interval，Tp－Te）延长、T波电交替（T－wave alternans，TWA）。

在各种心电易损指标预警SCD方法中，TWA检测是公认的SCD最强预警方法之一[1]。

TWA是指窦性心律时心电图上ST段或T波形态及振幅在相邻心搏间出现规律的交替变化。

可见于急性心肌缺血（如急性心肌梗死和变异性心绞痛等）、心肌病、心力衰竭、长QT综合征、药物以及严重电解质紊乱等[2,3]。

1909年Hering[4]首次报道在心电图上发现了电交替现象。

1950年Hellerstein和Liebow[5]首次提出电交替与心律失常的发生存在潜在的联系，但因心电图上肉眼可见T波电交替发生率太低，数十年来一直未受到重视。

直到1988年，Smith[6]等应用频谱分析的方法检测出体表心电图上肉眼所不能分辨的、微伏级的T波电交替，提高了TWA检出的敏感性和可靠性。

2002年Nearing和Verrier[7]在动态心电图分析系统中应用时域分析原理检测微伏级TWA（MTWA），对T波进行动态的时域定量分析，进一步提高了MTWA的临床应用价值。

近年来，大量研究证实MTWA与恶性室性心律失常、心源性猝死之间有着极为密切的联系，其预测准确率至少等同、甚至优于经典的心内电生理检查[8]。

二、T波电交替的发生机制TWA的产生机制尚未完全清楚，目前认为主要与细胞电生理基础、离子基础和神经机制3方面有关。

（一）T波电交替的细胞电生理基础心肌复极时，中层心肌M细胞与其两侧的心内膜和心外膜心肌细胞层之间存在复极差异。

心外膜心肌细胞层最先进入快速复极期（3期），它与中层心肌间产生的电流（M－Epi）即T波的起始部分，随后心内膜心肌细胞层开始进入快速复极期，与中层心肌间也产生一个电流（Endo －M），并与M－Epi方向相反。

复极初M－Epi幅度大于Endo－M幅度，形成T波的上升支，且心外膜心肌的复极终点与T波顶点（Tpeak）相对应；当心内膜心肌复极时，Endo－M的幅度逐渐增大并超过M－Epi的幅度，从而形成了T波的下降支；M细胞最晚复极，复极的时间也最长，其复极终点与T波终点（Tend）相对应。

因此时Tpeak－Tend时间主要代表心外膜与中层心肌复极时间的差异。

这种不同心肌复极时间的差异即为跨心室壁复极离散度（transmural dispersion of repolarization，TDR）[9]。

心电图上T波的形态在很大程度上取决于整个动作电位时程（action potential duration，APD）中三层心肌复极时间的差异，特别是M－Epi 和Endo－M 两个电流的关系。

在某些情况下（如超过一定阈值的快速固定频率或心肌出现病理改变）每搏的复极时间并不完全相等，而是呈长、短交替，总有一部分复极时间较长的心肌不能再次除极或完全除极，它们休息一个心动周期后才能恢复正常应激性，表现为APD的逐搏交替变化和心电图上相邻心搏的电交替。

这种复极交替在中层（M）细胞中表现得最为突出，因此在跨室壁三层心肌复极离散形成T波的基础上，出现了内、中、外三层心肌复极交替的不均一性，影响到M－Epi和Endo－M 两个电流之间的净效应并形成心电图上的TWA。

研究还发现，不同部位的心肌细胞复极交替有两种变化形式：一种为协调性交替，不同部位心肌细胞的复极时间的变化趋势是一致的，即呈同向性，表现为动作电位都延长或都缩短；另一种为非协调性交替，不同部位的心肌细胞的复极时间的变化趋势不一致或者相反，即呈异向性，表现为动作电位有的延长，有的缩短。

Pastore等[10]研究指出，TWA的形成主要是由于心肌细胞复极时先出现协调性交替，随后又出现非协调性交替。

多种生理及病理因素可诱发非协调性交替，如心率增快、室性早搏、心肌缺血、再灌注、交感兴奋、精神压力增大等。

当相邻心肌细胞间出现非协调性电交替时，心肌复极离散性增加，相邻心肌细胞间形成传导阻滞和折返，易导致恶性心律失常的发生[2]。

（二）T波电交替产生的离子基础心室复极过程中存在复杂的离子流跨膜运动。

其中，细胞内游离钙离子（[Ca2+]i）是产生TWA的核心。

[Ca2+]i有自身调节功能并维持一种稳态，它的变化（即钙瞬变）会同时影响到APD、兴奋收缩耦联、心肌内激动的传导以及心肌细胞间连接等。

当心率增快时，舒张期缩短，心肌细胞复极不全，[Ca2+]i不能完成其循环，扰乱了[Ca2+]i的稳态并发生钙瞬变，钙瞬变值整复性的变化可导致APD交替，即为TWA形成的基础。

Pruvot等[11]的研究采用豚鼠离体灌流心脏同步记录心外膜APD、心电图和胞内钙，结果TWA与APD交替一致，APD交替与胞内钙交替一致，并发现胞内钙循环与APD交替的滞后相关，即当刺激频率减慢时APD仍保持快频率刺激时较短的状态。

Guo等[12] 采用左室肥厚（LVH）兔楔形心肌灌流，同步观察心内膜、心外膜APD、心电图和钙激活氯电流[I（CL －ca）]，结果显示心内膜、心外膜APD呈非一致性交替改变，TWA与APD交替一致，并发现LVH兔心肌细胞I（CL－ca）密度明显高于非LVH 兔心肌细胞，I（CL－ca）阻滞剂Ryanodine可抑制心内膜和心外膜APD 的交替改变。

Walker等[13]的研究提示交替滞后源于细胞内钙循环量的增加，而不是细胞膜钙电流的变化。

除此之外，K通道在心肌不同部位的敏感性差异、心肌细胞内ATP的代谢障碍、心肌细胞膜上连接蛋白的表达异常以及心肌细胞间的失偶联（uncoupling）都可能引起复极离散的增大，参与电交替的形成。

（三）T波电交替的神经机制交感及副交感神经系统对TWA的发生产生重要影响。

交感神经活性增强使儿茶酚胺增多，通过“交感风暴”引起细胞内钙水平变化、心率增快，随之心动周期的舒张期（diastoli interval，DI）会相应缩短，在一定范围内，动作电位时限与前面一次心搏的DI呈线性相关，当心率超过一定范围时，动作电位的时限不随着DI的缩短而缩短，而是出现心肌细胞动作电位复极的交替，其表现在心电图上就是TWA。

Rosenbaum等[14]研究发现，心率增快可导致相邻心肌细胞间DI的空间差异和各个心搏DI的不均一性，是心肌细胞间产生复极非协调性交替的基础，这种非协调交替现象在不同的病理环境下具有极其强烈的“致心律失常性”。

Kovach等[15]在犬的冠状动脉闭塞前及闭塞时激怒犬也可诱发TWA，并可被静脉给予美托洛尔所抑制。

Klingen－heben等[16]对有恶性心律失常史的患者静脉注射β受体阻滞剂后TWA的幅值减少，少数患者TWA转为阴性，说明交感神经活动对TWA的发生起一定作用。

三、T波电交替的检测方法（一）频域法在运动平板试验中经标准胸前导联和三个正交导联记录采集心电波，对128个连续心搏的ST－T段上进行多点同步采样，计算出每一个采样点的电压值后进行平均计算，通过快速傅立叶转换进行频谱定量分析。

频域法规定0.5Hz处测量，常用参考指标还有交替率（alternant ratio K），即电交替振幅与背景噪音的标准差的比值，反映TWA信号与噪音的相对关系。

TWA阳性的判断指标：检测心率在105－110次/min时，电压波＞1.9μV，交替率＞3，持续2min以上[2,14]。

（二）时域法（移动平均修正法）在运动负荷试验或24h动态心电图检查时记录标准胸导联检测TWA。

经抗基线漂移和信号滤波算法处理后，自动检测并排除干扰的心搏，将处理后的心电波形依次归入奇数组和偶数组，分别进行两组波形的渐量中值修正，计算出两组波形的中位数，然后对两组的中位数波形再一次修正，选择JT段作为电交替测量区，比较该段任意点上的奇数组与偶数组中位数波形的最大差值，计算机软件将每10－15s内最大差值的平均值作为电交替值报告出来。

此分析通过校正分割因子来控制每个纳入检测的心搏对中位数波形变化的影响程度。

专家共识建议，分割因子设定为1/8时，TWA＞60μV，提示心脏性猝死和（或）心血管死亡风险显著增加；对于早期心肌梗死后伴或不伴心力衰竭的患者，TWA＞47μV可预测心脏性猝死[2,17,18]，TWA值每增加20μV，心血管死亡及心脏性猝死风险分别增加55％和58％。

四、T波电交替检测的影响因素TWA的发生与心率呈线性关系，在心率较快（＞110次/min）时发生的T波电交替会出现假阳性。

在低危人群中检测TWA要求心率在105－110次/分左右为宜。

在心梗、心肌病和心力衰竭等存在器质性心脏病或者有过持续性室性心律失常病史的患者，因其出现TWA的阈值下降，在比较低的心率时也能检出有临床意义的TWA[19]。

异位心搏（如房性早搏和室性早搏等）也可影响TWA的检测结果，应用时域方法检测TWA时，分析程序会自动去除早搏及其后边相邻的心搏，保证TWA检测结果的准确性。

某些药物，如钙离子拮抗剂以及β受体阻滞剂可以显著降低TWA的幅度[20]。

心肌梗死后短时间内致心律失常机制尚不稳定，均可以造成假阳性和假阴性的出现，现已有证据表明，心肌梗死后心肌大面积重塑之后（数周甚至数月后），采集TWA数据进行心肌梗死后的危险分层更为准确[21]。

五、T波电交替预测心脏猝死和恶性心律失常的临床应用大量研究已证明TWA在冠心病、急性心肌梗死[21－24]、充血性心力衰竭[22,25]、扩张型心肌病[26]、肥厚型心肌[27,28]、高血压左室肥厚[29]等器质性心脏病人群中的阳性比例明显高于普通人群，同时在这些高危人群中，TWA阳性者发生室速、室颤等恶性心律失常的比例明显增加。

Gehi等[22]荟萃1990年到2004年19个以TWA作为预测心律失常的指标的临床研究，并得出结论，TWA阳性发生心律失常的风险比TWA 阴性高出接近4倍，其阴性预测值97％，阳性预测价值为51％。