食管心脏电生理检测窦房结功能(二)
2014-07-11许原
许原
• 无创心脏电生理 •
食管心脏电生理检测窦房结功能(二)
许原
2012年Fedorov等的研究表明,在狗和人心窦房结有四个优先传出途径。窦房结冲动从窦房结中发出后,从这些途径传导结周相关部位,然后通过右心房,经Backmann氏束、冠状窦肌肉或前上/后下房中隔内联接传导左心房。
窦房结传导时间试验(Sinus Atrial Conduction Time,SACT)是基于窦房结在受到提前出现的心房激动的影响可引起窦性节律重整的特性而设计。因此,了解窦房结对房早的反应就显得尤为重要。
1 窦房结对房性早搏的反应区
在整个心脏舒张期中,给予从长到短不同联律间期的房性早搏刺激(S2),该刺激逆传打入窦房结后,可引起窦房结自动除极,即窦性节律重整。因早搏联律间期不同,传入窦房结的程度不同,窦房结重新开始4相自动除极的时间也不一致,因此可出现4个不同的窦性回归周期,又称窦房结对房性早搏的4个反应区(图1)。
1.1 窦房结周干扰区(Ⅰ区) Ⅰ区是指S2刺激发出后,在其逆传至窦房结的过程中与窦房结正常发出的冲动在窦房结周围产生干扰,该刺激不能使已发出冲动的窦房结再次除极,窦房结的自律性没有受到S2刺激的影响,依然按照原有节律发放冲动。Ⅰ区的心电图特点:①S2刺激后的代偿间期完全;②用公式表示:A1~A3=2(A1~A1)。公式中的A1代表S2刺激前的窦性P波,A1~A1代表S2刺激前窦性周期的长度,A3代表S2刺激后的窦性P波,A1~A3表示S2刺激脉冲前1个窦性P波至S2刺激后的第1个窦性P波之间的距离(图2)。
图1 窦房结对房性早搏的4个反应区Ⅰ区:窦房结周干扰区;Ⅱ区:窦房结内干扰区;Ⅲ区:窦房结有效不应期;Ⅳ区:窦性折返区
图2 窦房结周干扰区A图为S2刺激前的窦性心律心电图,PP间期800 ms;B、C图分别发生放联律间期为650和500 ms的早搏刺激,刺激后的代偿间歇950和1100 ms,计算两次A1~A3的时限均为1600 ms,等于窦性心律PP间期800 ms的2倍,提示2次S2刺激仅引起窦房结周围的干扰,并未真正侵入窦房结
1.2 窦房结内干扰区(Ⅱ区) 在该区内S2刺激发出的时间明显提前于窦房结自身激动,此时窦房结已脱离前一次激动的有效不应期,而且尚未发放下一次冲动,此时的S2刺激引起的冲动传入窦房结,使窦房结提前除极,干扰了窦房结的自律周期,窦房结以S2刺激为新的起点重建窦性周期(图3)。由于重建的窦性周期时限基本相等,故心房回归周期(A2~A3间期)不受S2刺激联律间期的影响而保持恒定。Ⅱ区的心电图特点:①S2刺激后的代偿间歇不完全;②S2刺激到A3之间的距离恒定,用公式表示:A1~A3<2(A1~A1)。心电图最常见的房早后不完全代偿间期实质是房早落入窦房结内干扰区所致。
图3 窦房结内干扰区A图为S2刺激前的窦性心律心电图,PP间期800 ms;D、E图为分别发放联律间期为450和400 ms的早搏刺激,刺激后的代偿间歇均为1040 ms,计算两次A1~A3的时限分别为1490和1440 ms,均小于窦性心律PP间期800 ms的2倍,为不完全代偿间歇,提示这两次S2刺激侵入窦房结,并引起窦房结内干扰
1.3 窦房结有效不应期(Ⅲ区) 当进一步缩短S2刺激的联律间期,早搏刺激落入前1个窦性激动的有效不应期(Ⅲ区)时,出现功能性的房窦传入阻滞,早搏刺激未能侵入窦房结,窦房结仍然按照原有节律发放冲动。Ⅲ区的心电图特点:①S2刺激形成插入性房早。②公式表示:A1~A3 = A1~A1(图4)。窦房结不应期的临床发生率约为19%~46%。因此,凡体表心电图出现插入性(间位性)房早时,可根据房早的联律间期进而判断窦房结不应期的时限(图5)。
1.4 窦房折返区(Ⅳ区) 如进一步缩短S2刺激的联律间期,窦房结周组织的不同部位分别处于有效不应期或相对不应期时,其不应性和传导性发生改变,此时S2刺激进入窦房结周围组织时,该冲动在处于相对不应期的部分发生缓慢传导,“等待”其他部分脱离不应期,该过程可使冲动在窦房结周围形成折返,即窦房折返区,如果折返激动连续不断,则形成窦房折返性心动过速。用公式表示:A1~A3 <A1~A1(图6)。约有11%的受检者存在该区。
图4 窦房结有效不应期A图为S2刺激前的窦性心律心电图,PP间期800 ms;F、G图S2的联律间期缩短为320和280 ms,计算2次A1~A3的时限分别为960和970 ms,与窦性心律PP间期基本一致(除外激动传入时间后),该早搏刺激形成插入性房早,提示这2次S2刺激发放说窦房结经进入有效不应期,该刺激未能干扰窦房结自律性
图5 经间位性房早测算窦房结有效不应期本图为动态心电图同步记录,图中窦性心律时的PP间期880 ms,箭头指示为间位性房早,测量房早至窦性P波的起点460 ms,提示该患者在心率69 次/min时,窦房结不应期≤460 ms,该图提示,窦性心律时,可通过自发性房早了解、估算窦房结不应期
图6 窦房结折返区A图为S2刺激前的窦性心律心电图,PP间期800 ms;H、I图S2的联律间期缩短为260和250 ms,计算两次A1~A3的时限均为780 ms,短于基本窦性心律PP间期,该刺激在窦房结周形成单次折返
2 测定方法
窦房传导时间直接测定法是应用微电极在细胞内完成,显然这种方法目前在人体无法实现。目前临床应用的窦房传导时间测定的方法,不论是有创性还是无创性均为间接测定法,即起搏心房后冲动逆传至窦房结引起窦性节律重整,之后根据代偿间期与窦律的时间差值间接估算窦房传导时间。
2.1 房性早搏刺激法(SACTp法/SACT ST法) 该方法是Strauss在1973年提出,应用人工早搏刺激(S2)暂时既控制窦房结的起搏点,又不抑制窦房结自律性,当刺激停止后,窦房结立即发生窦性节律重整,从S2刺激引起心房除极,该冲动传导到窦房结及窦房结发生节律重整后,窦性冲动传出至心房的时间称为总窦房传导时间。经食管心房调搏的刺激模式选用RS2刺激,随刺激步长逐渐缩短,S2之后的代偿间期从完全代偿(Ⅰ区)到不完全代偿(Ⅱ区)。进入Ⅱ区后方可测量窦房传导时间,测量方法:①测量A2~A3间期:A2为S2脉冲刺激引起的P波,A3为刺激后第1个窦性P波,测量时从S2刺激的起点到第1个窦性P波的起点之间的距离相当于A2~A3间期。A2~A3间期代表S2刺激后的窦性回归周期,其中包括房早的冲动至窦房结的传入时间和窦房结的冲动到达心房的传出时间两部分(总窦房传导时间)。为了减少窦性心率变化对测定结果的影响,计算SACT时应连续测量5个以上的A2~A3间期,取其均值;②测量A1~A1间期:公式中的A1代表刺激前的窦性P波,A1~A1等于窦性周期。如果计算总窦房传导时间,计算公式为SACTp =(A2~A3)-(A1~A1)。如按照窦房结的传入时间与传出时间相等的假设,计算结果的平均值为总窦房传导时间除以2(图7),计算公式:SACTp= [(A2 ~ A3)-(A1~ A1)] / 2。正常值<150ms。
2.2 连续刺激法(SACTc法/SACT N法) 该方法于1978年Narular首先提出。本法选用S1S1刺激模式,以高于患者自身心率10 ppm的频率连续起搏,每阵发放8~10个刺激脉冲,这种短暂的连续刺激相当于将单次的早搏连成一串,即可达到稳定控制窦房结的起搏点,又不抑制窦房结自律性的目的,刺激停止后,窦房结立即恢复自主节律并发生节律重整,因此,从停止刺激到第1个恢复窦性心律的间期等于总窦房传导时间。检测时连续发放S1S1刺激,每阵刺激停止后需记录8~10个窦性周期,使窦房结恢复到刺激前的稳定状态,如此重复3次,取3次测定的平均值。计算公式与SACTp法一致,只是应用该刺激法时,公式中的A1~A1为连续刺激之前窦性心律时的PP间期,而A2为最后1个S1脉冲刺激引起的P波,A2~A3表示最后一个S1脉冲后的P波到第1个恢复的窦性P波之间的距离(图8),SACTc法的正常值<120 ms。为了避免窦性心律不齐对检测窦房传导时间的影响,Breithardf提出应用A3~A4间期测量值代替A1~A1间期值计算窦房传导时间。
3 窦房传导时间正常值
不同作者、不同方法测定的窦房传导时间值差异较大,临床研究表明,应用SACTp法与SACTc法检测结果有较高的相关性。窦房传导时间正常值:SACTp<150 ms,SACTc<120 ms。
4 影响测定窦房传导时间的因素
图7 房性早搏刺激法(SACTp法)窦性心律(A1~A1:920 ms)时,给予联律间期320 ms的RS2刺激,A2~A3时限1110 ms,计算总窦房传导时间290 ms,假设传入时间等于传出时间,SACTp=145 ms
图8 连续刺激法(SACTc法)窦性心律,心率920 ms(65bpm),给予8个频率为75ppm的S1S1刺激,刺激停止后,测量A2~A3时限1260 ms,计算总窦房传导时间340 ms,假设传入时间等于传出时间,SACTc值170 ms
食管调搏测定窦房传导时间的方法为间接测定法,其受多种因素的影响,这些因素可影响SACT值在临床的使用价值。影响因素包括:
4.1 超速刺激的影响 采用Narular提出的SACTc法时,如果刺激频率过快,可因超速刺激本身可改变窦房结自律性,直接影响测试结果。
4.2 房内传导时间对SACT值的影响 正常情况下,房内传导时间小于60 ms。如果因心房病变引起刺激脉冲至心房或房内传导时间延长,均可影响SACT值。
4.3 房内正向与逆向传导时间不一致对SACT值的影响 正常房内的正向与逆向的传导时间不同,经食管调搏测定窦房传导时间的方法本身就存在心房传入窦房结与窦房结传出到心房的两个时间段,因此,单独计算窦房传导时间(窦房结激动传出到心房的时间)显然是不准确的。因此,计算窦房传导总时间(包括:传入和传出时间)要相对合理,即SACT =(A2~A3)-(A1~A1)。
4.4 刺激电极与窦房结之间距离的影响 刺激电极与窦房结之间的距离也影响SACT的检测值,该距离越长,所得结果的偏差就越大。
5 评价
窦房传导时间明显受自主神经的影响,白天活动时缩短,夜间休息后延长。所以,一般认为正常人在清醒状态下≯150ms。近年有人在阻断自主神经后,用Strauss(SACTp)法测量病窦伴晕厥及无晕厥患者的窦房传导时间及窦房结恢复时间,发现病窦患者在阻断自主神经后窦房传导时间和窦房结恢复时间均有较大的变异,而校正窦房结恢复时间和继发性停搏的变化不大,该研究同时也得出经食管心房起搏是检测晕厥患者有用的方法。
6 应用进展
长期以来,对窦房结传导时间的研究一直持续不前,没有更多的突破。可喜的是,2013年Karol等应用动态心电图测量窦房结传导时间的方法对预后价值的前瞻性研究开拓了窦房结传导时间测量方法的新领域(图9),该研究入选218例不明原因晕厥患者,将SACT>150 ms设为异常,随访48±11个月,22例确诊为窦房结疾病,其中18例SACT>150 ms,16例符合心脏起搏器植入术适应证。该结果表明,应用动态心电图测算SACT的方法对不明原因晕厥患者预测窦房结疾病和永久起搏适应证的是一种有用的方法。
2014年,Elzbieta等应用动态心电图和早搏刺激(Strauss法)的方法对61例患者测量了窦房传导时间,结果显示应用动态心电图和早搏刺激的方法测量窦房传导时间两者之间有良好的相关性(R=0.79;P<0.001)。提示:采用单一的动态心电图的方法也可以进行窦房传导时间的测量且结果可靠。
在此应该提及的是,虽然近期的2个研究打破了以往对的房间传导时间研究的沉寂,均得出了用动态心电图对窦房结传导时间检测的阳性结果,但是由于样本量较小,今后还需有更大样本量的研究支持。
图9 动态心电图测量SACT本图为我院住院女性患者,60岁,短阵房速。动态心电图示房性早搏。根据SACTp法定义早搏前的窦性P波为A1,房早(P’波)为A2,房早后第1个出现的窦性P波为A3,测量A1-A1时限800ms,A2-A3时限1070ms。根据SACTp法公式:[(A2-A3)-(A1-A1)]/2,该患者SACT=135ms(正常范围)。该图提示,窦性心律时可通过自发性房早计算窦房传导时间,进而了解患者窦房结的传导功能
R540.46
A
2095-4220(2014)04-0229-04
2014-10-02)
(本文编辑:李俊峡)
100044 北京,北京大学人民医院