12导联心电图在运动性猝死预防及筛查中的应用

刘 路

(盐城师范学院体育教育科学研究所，江苏盐城224002)

12导联心电图在运动性猝死预防及筛查中的应用

刘 路

(盐城师范学院体育教育科学研究所，江苏盐城224002)

12导联心电图作为一种心脏功能检测手段，广泛应用于医学的各个领域.在体育科研中常用于运动员的机能评定及训练监控之中.心脏猝死作为心血管意外中最极端的后果给体育运动带来了负面影响.研究证实，12导联心电图在运动前心血管疾病筛查体系中起到了重要的作用，它能够有效地鉴别诊断出心血管疾病，从而避免运动中心血管意外事件的发生.但是，心电图这种高精确性的检测工具有着无法回避的弊端，如:有限的医疗资源，费用昂贵，不适用于大样本人群的筛查等等.因此，心电图怎样在心源性猝死的筛查中发挥作用还有待进一步研究与探讨.

心电图;心源性猝死;预防;筛查

0 前言

近年来，随着体育运动的不断发展，竞技运动员在不断提高自身运动水平的同时，运动中心血管意外事件(cardiovascular accidents)不时发生，引起了全世界广泛的关注.在竞技体育中，剧烈运动时高强度、高负荷是其鲜明特征之一，人体的心血管系统若不能与高负荷的运动强度相适应，会导致运动性猝死(exercise-related sudden death)事件的发生.这些心血管意外事件的发生对竞技体育和全民健身运动的开展带来了很大的负面影响.运动性猝死主要分为心源性猝死和脑源性猝死.有研究显示，运动性猝死中，心源性猝死(Sudden cardiac death，简称SCD)所占比例高达80%［1］.在美国，每年学生运动员发生SCD的概率为1/200000，而由于上报不足，这一概率有可能更高［2］.美国心脏病学学会(AHA)曾在第26届巴夫斯达会议上提出，暂时或者永久性禁止具有潜在心血管异常的运动员参加剧烈的运动项目是十分必要的［3］.筛查个体运动潜在风险的问题，引发了不少争议，同时也推动了筛查指导方针的发展［4］.心电图做为一种心脏机能监测手段，筛查后对于心脏疾病的前期发现，有助于后期的一系列治疗，从而改善临床状况，延长生命.在运动医学中已被广泛应用，而在SCD筛查方面，也逐渐显示出了其高鉴别性与实用性.

1 心源性猝死(SCD)的发生机制及诱因

心源性猝死的病理学原理主要是由于心血管发生异常，心肌组织血液动力学和电生理学等方面改变，导致心肌耗氧量增加，冠状动脉供血不足，从而诱发缺血性心脏病和各类心律失常，导致猝死事件的发生［5］.其主要机制包括:(1)当机体进行剧烈运动时，需氧量明显增加，心跳加快，同时其冠状动脉血流量也相应增加.如果冠状血管存在某种病变，限制了氧气的供给，就会引起冠状动脉供血不足，从而表现为急性心肌梗塞.(2)机体运动时血管大量扩张，冠状血管可发生过性供血不足，使运动时身体的血液循环产生一定的障碍，从而引起心肌相对局部缺血.(3)已知或潜在的心血管疾病患者在参加剧烈运动时，由于血管内膜出血或粥样硬化物破裂堵塞冠状动脉，导致冠状动脉急性栓塞或阻塞，这会引起运动者猝死.(4)心肌代谢障碍.剧烈运动的过程中机体自身会生成大量的儿茶酚胺，这种物质对心肌起毒性作用，同时在剧烈运动中，植物神经系统平衡失调及心肌电解质的变化，会引起心肌代谢障碍.(5)运动员经过长期的训练会使心脏产生运动性肥大，其常见的窦性心动过缓和Q—T间期延长等特征会使心肌传导系统发生急性紊乱，激发心律失常的发生［6－7］.

导致心源性猝死的病因主要包括冠状动脉粥样硬化性心脏病、心肌炎、心脏传导系统异常、瓣膜性心脏病和马凡氏综合征等.心源性猝死的病因很多，不同年龄、不同地区的情况也各不相同［8－9］.年轻运动员猝死的主要原因是先天性心脏畸形，年长运动员(大于35岁)心源性猝死的通常原因是冠状动脉粥样硬化.美国1980—2005年间1435名发生运动猝死的竞技运动员中，肥厚性心肌病(HCM)占心源性运动猝死36%(年龄＜35岁)［10］;德国的调查显示，心肌炎是其心源性猝死的最主要诱因.

2 心电图的应用原理

心脏在每个心动周期中由起搏点、心房、心室相继兴奋，在这一过程中同时伴随着生物电的变化，通过心电描记器可以从体表引出多种形式的电位变化，其电位变化的图形称心电图(简称ECG)［3］.

由于心脏周围的组织和体液都具有导电性，可以将电位的变化传导，因此可以将人体看成是一个具有长、宽、厚三维空间的容积导体.心脏具有兴奋性的特点，在进行机械收缩之前会先发生电位的变化，在兴奋的过程中，可产生微弱的电流自心脏向身体的各个部分传导，无数的心肌细胞动作电位所产生变化的总和可以通过介质传导并反映至体表.由于电流的方向与身体各部分的角度不同，并且身体各部分的电解质含量有差异，以及周围组织与心脏的距离不等等原因，因此在不同的体表部位上所表现出来的电位变化也不相同.心脏的电位变化活动按照力学原理可归结为一系列的瞬间心电综合向量.通过心电监测设备可以在心电图上将电位的变化进行记录，这些记录的结果是一系列瞬间心电综合向量在不同的标准导联轴上的反映，也就是平面向量环在相关导联轴上的再投影.而投影所得到的电位大小决定于瞬间心电综合向量本身的大小以及心电向量与导联轴的夹角关系.当投影的方向和导联轴方向一致时所得到的电位为正电位，而其方向相反时所得到的电位为负电位.心电图的波形就是我们使用一定速度移行的记录纸对这些投影加以连续描记所得到的结果［11－12］.

心电图是反映心脏兴奋的产生、传导及恢复过程的客观指标，其检测结果可以有效地反映出心脏的基本功能，同时对于其病理的研究有着重要的参考价值.心电图不仅可以鉴别诊断各种病理性的心律失常，同时也可以反映心肌受损的程度和心脏各腔室的结构功能状况.在运动训练中，其作为一种有效的监测工具对于运动性猝死的预防和筛查有着重要的意义.

3 心电图在SCD预防及筛查中的应用

机体运动时，心脏的负荷增加，其结构功能以及体内的激素水平都会发生适应性变化，这会在不同程度上影响到心肌产生兴奋和传导的过程，这种机体的变化都可以反映在心电图上.因此，12导联心电图对于运动员的机能监测有着重要的意义.心电图在运动医学实践中已被广泛应用于运动员心脏疾病的诊断和运动员心脏机能的评定.

Carlos等人研究证实，对心脏疾病初期的鉴别诊断可以采用多种方式，其中早期ECG的异常表现可以提供多种线索，对与后期的处理和治疗起到重要作用［13］.Hanne等人通过12导联心电图对训练后恢复期运动员进行监测，搜集受试者的异常心率，评价心律不齐的频率和严重程度，研究发现有许多心律不齐的运动员在没有任何症状的前提下，心电图捕捉到了其心脏各种传导阻滞、T波升高以及ST段异常等情况［14］.Markus等人针对曾经出现过心肌梗死(MI)的病人，在安静状态下通过12导联的ECG对其进行监控，并将所取得的T波波形输入计算机进行组间对照分析，其结果证实这样的手段与方法可以有效预防MI的发生［15］.Ignone等人研究证实，运动后恢复期心电监控可以提供复杂的心律不齐、心肌缺血以及与身体状况相关的心脏表现［16］.

1982年，意大利为了减少运动性猝死事件的发生，在全国范围内要求12至35岁的运动员在从事运动之前必须依法接受正规的心血管疾病筛查［17］.其筛查的项目主要包括常规的身体检查、病史和既往史调查以及标准的12导联心电监测，这些筛查的内容必须在专门的筛查机构由通过专业培训、经验丰富的人员测试完成.2006年，Corrado等人对意大利威尼托地区的运动员猝死事件进行了观察研究，通过调查1979年至2004年间的案例发现，通过运动前的心血管疾病筛查，该地区的年运动性猝死事件的发生率由3.6/100000人降低至0.4/100000人.同时，在此期间该地区运动员心血管疾病的检出率也由1979年的4.4%增加至2004年的9.4%［18］.意大利的学者研究发现，90%HCM患者的心电图存在异常，而心电图对HCM是最有效的监测手段之一.相对其它心血管疾病而言，心律失常性右心室心肌病(ARVC)、长QT综合征、Brugada综合征等，心电图作为一种检测工具有着较强的鉴别诊断能力［19］.

2004年和2005年，欧洲心脏病学会(European Society of Cardiology)及国际奥林匹克委员会(International Olympic Committee)相继通过了模仿意大利的运动前心血管疾病筛查体系的标准化方案.该方案除了含有详细的病史和身体检查之外，还包括标准12导联心电图［20－21］.

但是，尽管12导联心电图能够有效鉴别相关心血管疾病，为大众健身和运动员参与比赛提供充足的保障，但仍有许多学者对此提出自己的看法:Full等人(1997年)认为相对于常规的身体检查而言，12导联的心电图的花费巨大，在对运动员进行运动前心血管疾病筛查时其代价过于昂贵，因此难以广泛普及［22］.Chaitman(2007年)认为应用心电图存在着明显的特异性，因此进行大规模的筛查没有必要，除非个体运动员有足够的证据支持［23］.Gill等(2000年)也质疑运动前心血管疾病筛查手段的科学性，认为在进行运动测试的过程中，其外加的负荷本身就有可能使受试者潜在的心血管疾病病情恶化.此外，大规模的心血管疾病筛查会导致医疗资源的浪费［24］.

4 小结

综上所述，普遍认为运动前的心血管疾病筛查是有必要的，其效果从一些回顾性研究中也显示出了较好的效果，但是，针对当前心血管筛查的追踪性研究还不多见，因此其有效性还有待进一步证实.目前在欧美国家已形成了较为成熟的运动前心血管疾病筛查的方法和体系，但是心电图这种高精确性的检测工具有着其无法回避的弊端，如:有限的医疗资源，费用昂贵，不适用于大样本人群的筛查等等.是否适用于人口基数较大的国家与地区展开普查仍有许多质疑.

心电图技术在SCD预防及筛查中无疑占据着重要的地位，其高检出率对于防止运动中心血管意外事件的发生有着重要的意义，但就我国而言，庞大规模的人群基数显然制约了心电图等测试手段的普及，我国参与体育锻炼的人群日益增多，其中不乏已知或潜在的心血管疾病患者，如何充分保障人们运动过程中的安全性，确保达到增强体质，促进健康的效果还有待进一步的研究与探讨.

［1］MARON B J，PELLICCIA A.The heart of t rained at hletes:cardiac remodeling and t he risks of sport s，including sudden deat h［J］.Circulation，2006，114:1633－1644.

［2］Giese EA，O＇Connor EG，Depenbrock PJ，etal.The Athletic Preparticipation Evaluation:Cardiovascular Assessment［J］.Am.Fm.Phys，2007，75:1008－1014.

［3］常芸.运动心脏的理论与实践［M］.北京:人民体育出版社，2008.

［4］Maron BJ.Hypertrophie cardiomyopathy and other causes of sudden cardiac death in young competitive athletes，with considerations for preparticipation screening and criteria for disqualification［J］.Cario/.Clin，2007，25:399－414.

［5］CorradoD，Basso C，SchiavonM，et al.Does sports activity enhance the risk of sudden cardiac death［J］.JCardiavascMed，2006，7(4):228－233

［6］Maron BJ，CarneyKP，LeverHM，et al.Relationship of race to sudden cardiac death in competitive athletes［J］.JAm CollCardio，2003，41(6):974－980.

［7］Antzelevitch C，OlivaA.Amplification of spatial dispersion of repolarization underlies sudden cardiac death［J］.J InternMed，2006，259(1):48－58.

［8］BeinbornOS，Trusty JM，JahangirA.Dysrhythmias and the athlete［J］.AACN Clin Issues，2005，15(3):432－438.

［9］MaronBJ，WentzelDC，ZenouichAG，et al.Death in a young athlete due to commotion cordis［J］.HeartRhythm，2005，2(9):991－993.

［10］Maron BJ，Shirani J，Poliac LC，et al.Sudden death in young competitive athletes:clinical，demographic ，and pathological profiles［J］.JAMA，1996，276:199－204.

［11］黄大显.现代心电图学［M］北京:人民军医出版社，1998.53－54.

［12］Pelliccia A，Culasso E，Di Paolo EM，et al.Prevalence of abnormal electrocardiograms in a large unselected population un-dergoing preparticipation cardiovascular screening［J］.Eur.Heart，2007，28:2006－2010.

［13］Carlos Van M，Marc S，Daniel K.The clinical value of the ECG in noncardiac conditions［J］.Chest.，2004，125(4):1561－1576.

［14］Hanne P，Kellermann J.Long-term Holter ECG monitoring of athletes［J］.Medicine Science Sports Exercise，1981，13:294－298.

［15］Markus Z.Analysis of 12-Lead T-Wave morphology for risk stratification after myocardial infarction［J］.Circulation，2000，12:1252－1257.

［16］Ignone G.Role of ambulatory ECG in the evaluation of interventions rehabilitation［J］.Italy Cardio，1987，17:1121－1125.

［17］Seto，Craig K.Pendleton，Michael E.Current Sports Medicine Reports，2009，8(2):59－64.

［18］Corrado D，Basso C，Pavei A，et al.Trends in sudden cardiovascular death in young competitive athletes after implementation of a preparticipation screening program［J］.JAMA，2006，296:1593－1601.

［19］Pelliccia A，Culasso E，Di Paolo EM，et al.Prevalence of abnormal electrocardiograms in a large unselected population undergoing preparticipation cardiovascular screening［J］.Eur.Heart，2007，28:2006－2010.

［20］Baggish A，Thompson PD.Thick hearts，high stakes，great uncertainties:screening athletes for hypertrophie cardiomyopathy［J］.Heart olinedoihrt，2008.

［21］Bille K，Figueiras D，Schamasch P，et al.Sudden cardiac death in athletes:the Lausanne Recommendations［J］.Position Paper.Eur.j.Caràovasc.Prev.Rehéil，2006，13:859－875.

［22］Fuller CM，Mcnulty CM，Spring DA，et al.prospective screening of 5615 high school athletes for risk of sudden cardiac death［J］.Med Sci Sports Exe，1997，29:1131－1138.

［23］Chaitman BR.An electrocardiogram should not be included in routine preparticipation screening of young athletes［J］.Circulation，2007，116(22):2610－2614.

［24］Gill TM，L Dipietro，HM Krumholz.Role of exercise stress testing and safety monitoring for older persons starting an exercise program［J］.JAMA，2000，284:342－349.

12-lead ECG in the Exercise of the Sudden Death of Prevention and Screening

LIU Lu
(Department of Physical Education，Yancheng Teachers College，Yancheng 224002，China)

12-lead ECG as a heart function tests，it’s widely used in various fields of medicine，and it’s often used for athletes in sports science and training of the functional assessment of the monitoring.Sudden cardiac death as the cardiovascular consequences of the accident to the most extreme sports had a negative impact.The study has confirmed that 12-lead ECG in the pre-exercise screening system for cardiovascular disease plays an important role.It can be effectively out of the differential diagnosis of cardiovascular diseases，cardiovascular exercise in order to avoid the occurrence of accidents.However，the ECG detection tool that has a high accuracy can not avoid its drawbacks，such as the limited health care resources，expensive，which does not apply to a large sample population screening and so on.Therefore，how the electrocardiographic sudden cardiac death in heart to play its role in screening remains to be further research and discussion.

electrocardiogram;sudden cardiac death;preventive;screening

G804.2

A

1009—5128(2011)06—0070—04

2011—02—24

国家科技支撑计划重点课题资助项目(2006BAK33B01)

刘路(1984—)，男，江苏盐城人，盐城师范学院体育学院硕士.研究方向:体质测量与评价.

【责任编辑 牛怀岗】