心脏手术患者体外循环心脏复跳后心电图Ⅱ导联QRS波演变情况及其临床意义

张军，赵雪屏，高文燕

全球每年有超百万患者接受心脏手术，体外循环（cardiopulmonary bypass，CPB）是替代心脏手术患者术中心肺功能的重要方式。心脏手术需在心脏停跳的情况下进行，极易因心肌缺血和再灌注损伤而导致心肌细胞功能恢复缓慢［1］，但如何准确地评价CPB心脏复跳患者心肌功能恢复情况尚缺乏客观的参考指标。QRS波是心室除极的整体波，代表室间隔、左心室和右心室的除极电位，心电图表现为高而尖的偏折波群［2-3］，第1个负向偏折波被称为Q波，第1个正向偏折波被称为R波，正向偏折波后的负向偏折波称为S波，合称为QRS波［4］。临床研究表明，CPB心脏复跳患者心电图QRS波变化或与心肌细胞功能恢复有一定关系［5］。但目前国内外尚无研究具体分析QRS波对心肌功能的预测价值。基于此，本研究旨在探讨心脏手术患者CPB心脏复跳后心电图Ⅱ导联QRS波演变情况及其临床意义，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2019年1月至2020年8月在山西省心血管病医院心脏外科行CPB心脏手术的患者180例。纳入标准：（1）年龄18～75岁；（2）窦性心律；（3）接受CPB心脏手术，且术后接受心电监测；（4）自愿参与本研究，并签署知情同意书。排除标准：（1）术前存在房室传导阻滞、束支传导阻滞、旁路传导或起搏心律者；（2）心房颤动者；（3）严重肝肾功能衰竭或严重感染者；（4）临床资料不完整者。所有患者中，男96例，女84例；年龄24～74岁，平均（56.4±12.4）岁；合并症：高血压68例，糖尿病52例，高脂血症46例；手术方式：瓣膜置换术108例，瓣膜成形术47例，冠状动脉旁路移植术（coronary artery bypass grafting，CABG）15例，瓣膜置换术联合CABG 10例。本研究经山西省心血管病医院伦理委员会审核批准，患者对本研究知情并签署知情同意书。

1.2 方法 患者麻醉前30 min肌肉注射东莨菪碱0.05 mg/kg、吗啡0.1 mg/kg；患者进入手术室后，予以面罩吸氧，应用多功能监护仪动态监测其脉搏血氧饱和度和无创血压，并静脉注射地西泮0.10 mg/kg、依托咪酯0.15 mg/kg、芬太尼20 μg/kg和哌库溴铵0.1 mg/kg行麻醉诱导，而后予以气管插管行机械通气，设置潮气量为8～10 ml，呼吸频率为12～15 次/min，动脉血二氧化碳分压为4.6～6.0 kPa；术中，静脉泵注芬太尼70～100 μg/kg、异丙酚100 μg/kg以维持麻醉。

应用德国Stockert Ⅲ型人工心肺机、德国Stockert Ⅲ型变温器配合TERUMO（商品名：集成式膜式氧合器）进行中低温（28～32 ℃）非搏动CPB灌注，患者平均动脉压为50～80 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa），故设置灌注压力为180～220 mm Hg，在此期间采用冷血液停跳液进行心肌灌注，使心脏在停跳期间也能进行有氧代谢，以减轻心肌缺血及再灌注损伤。

1.3 观察指标

1.3.1 心电图Ⅱ导联QRS波形态、主波方向演变 应用GE多功能监护仪监测患者心电情况，以心脏恢复节律规整的自主心律为起点，连续观察患者CPB心脏复跳后心电图Ⅱ导联QRS波变化情况，包括QRS波形态、主波方向演变情况。比较不同手术方式患者CPB心脏复跳后15、30、＞30 min QRS波演变发生率，记录患者术中主动脉阻断时间。将QRS波由异常形态向正常形态变化视为QRS波发生演变，时间段的选择参照文献［6］。

1.3.2 心功能指标 比较QRS波时限＜110 ms与QRS波时限≥110 ms患者心功能指标，包括纽约心脏病协会（New York Heart Association，NYHA）分级〔Ⅰ级：无明显心力衰竭或心功能不全的临床表现及症状；Ⅱ级：出现左心衰竭症状，肺部啰音范围＜50%肺野，静脉压升高；Ⅲ级：出现明显心力衰竭或心功能不全症状及体征，肺部啰音范围≥50%肺野；Ⅳ级：并发低血压或心源性休克，并伴有不同程度血流动力学改变〕、左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）、血清N末端脑钠肽前体（N-terminal pro-brain natriuretic peptide，NT-proBNP）水平，其中LVEF是应用Philips-IU22彩色多普勒超声诊断仪测得。抽取患者空腹肘静脉血5 ml，3 500 r/min离心10 min（离心半径为13.5 cm），取上清液；采用酶联免疫吸附试验检测血清NT-proBNP水平。QRS波时限指QRS波起点到终点的时程，参考范围为60～100 ms，最多不超过 110 ms［7］。

1.4 统计学方法 应用SPSS 20.0统计学软件进行数据处理。计数资料以相对数表示，组间比较采用χ2检验，等级资料比较采用秩和检验；计量资料以（±s）表示，组间比较采用两独立样本t检验；采用Spearman秩相关分析探讨心脏手术患者CPB心脏复跳后心电图Ⅱ导联QRS波时限与心功能指标的相关性。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 心脏手术患者CPB心脏复跳后心电图Ⅱ导联QRS波形态、主波方向演变情况 术前，心脏手术患者心电图Ⅱ导联QRS波表现为主波向下，呈rS型。143例（79.44%）患者自CPB心脏复跳即刻自主心律和呼吸频率逐渐恢复正常，QRS波呈Rs型伴增宽；CPB心脏复跳后15 min，QRS波呈rS型伴S波增宽；CPB心脏复跳后30 min，QRS波呈Rs型，时程恢复正常；CPB心脏复跳后35 min，QRS波呈Rs型，时程缩短，而后逐渐恢复至术前形态。不同手术方式患者CPB心脏复跳后15、30、＞30 min 心电图Ⅱ导联QRS波演变发生率比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 不同手术方式患者CPB心脏复跳后不同时间点心电图Ⅱ导联QRS波演变发生率比较〔n（%）〕Table 1 Comparison of QRS evolution rate of ECG leadⅡ at different time points after cardiac rebeating in CPB in patients with different operation methods

2.2 心脏手术患者CPB心脏复跳后心电图Ⅱ导联QRS波演变情况与术中主动脉阻断时间的关系 所有患者中，143例CPB心脏复跳后心电图Ⅱ导联QRS波发生演变者的主动脉阻断时间为（24.55±2.48）min，短于37例CPB心脏复跳后心电图Ⅱ导联QRS波未发生演变者的（105.28±12.45）min，差异有统计学意义（t=72.691，P＜0.001）。

2.3 心脏手术患者CPB心脏复跳后心电图Ⅱ导联QRS波时限与心功能指标的关系 180例患者中，QRS波时限＜110 ms者88例，QRS波时限≥110 ms者92例。QRS波时限＜110 ms患者NYHA分级优于QRS波时限≥110 ms患者，LVEF高于QRS波时限≥110 ms患者，血清NT-proBNP水平低于QRS波时限≥110 ms患者，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。Spearman秩相关分析结果显示，心脏手术患者CPB心脏复跳后心电图Ⅱ导联QRS波时限与LVEF呈负相关（rs=-0.654，P＜0.001），与NYHA分级、血清NT-proBNP水平呈正相关（rs值分别为0.634、0.627，P值均＜0.001）。

表2 心脏手术患者CPB心脏复跳后心电图Ⅱ导联QRS波时限＜110 ms与QRS波时限≥110 ms者心功能指标比较Table 2 Comparison of cardiac function indexes between cardiac surgery patients with QRS duration ＜ 110 ms and those with QRS duration≥ 110 ms of ECG lead Ⅱ after cardiac rebeating in CPB

3 讨论

心脏的重要功能是泵血，心脏规律的机械过程有赖于心肌细胞规律的电位变化。心电图检查是通过在人体不同部位放置电极，通过导联线与心电图机电流计的正负极相连，记录心脏每个心动周期所产生的电活动变化图形［8-9］。心电图作为临床评估患者心脏电生理活动的常用检查手段，多用于心律失常、心肌缺血患者的无创性检查，可提高临床诊断正确率；此外，心电图还常用于辅助导管消融技术治疗心律失常［10-12］，但目前鲜有研究探讨心电图与心肌功能的关系。

刘红军等［13］认为，心电图作为简易的无创性检查工具，其显示的QRS波电压静态特征及动态演变特征可反映部分心脏解剖结构特征，不仅可用于诊断心肌电活动，同时对心肌、心包基础疾病及其他系统疾病的诊断和治疗具有辅助作用。本研究结果显示，143例（79.44%）患者自CPB心脏复跳即刻自主心律和呼吸频率逐渐恢复正常，QRS波呈Rs型伴增宽；CPB心脏复跳后15 min，QRS波呈rS型伴S波增宽；CPB心脏复跳后30 min，QRS波呈Rs型，时程恢复正常；CPB心脏复跳后35 min，QRS波呈Rs型，时程缩短，而后逐渐恢复至术前形态；提示患者心电活动改变或与心肌缺血再灌注有关，且CPB心脏复跳可有效改善心脏手术患者心肌细胞功能。此外，不同手术方式患者CPB心脏复跳后15、30、＞30 min 心电图Ⅱ导联QRS波演变发生率比较差异无统计学意义，表明心脏手术患者CPB心脏复跳后不同时间点QRS波演变与手术方式无关。QRS波主波方向改变，提示心肌除极起始向量发生改变，可引起额面电轴改变，出现异位起搏心率，且起搏位点多位于房室束分叉以下和束支传导阻滞。相关研究表明，QRS波增宽与异位起搏、心肌缺血后心肌细胞膜去极化有关［14-15］。本研究心脏手术患者在CPB心脏复跳后心电图Ⅱ导联QRS波逐渐演变为术前形态，分析原因可能与异位起搏点逐渐向房室束分叉位移有关。本研究结果还显示，CPB心脏复跳后心电图Ⅱ导联QRS波发生演变者的主动脉阻断时间短于CPB心脏复跳后心电图Ⅱ导联QRS波未发生演变者，提示心脏手术患者CPB心脏复跳后心电图Ⅱ导联QRS波演变情况与术中主动脉阻断时间可能有关。

QRS波演变是心室肌细胞除极的过程，当QRS波时限延长或形态发生异常时，则提示患者心肌电生理紊乱，可能存在心肌缺血或心功能损伤。近年有研究表明，QRS波形态与心肌缺血导致的心力衰竭患者心功能间有一定关系，即心功能越差，QRS波形态异常发生率越高，QRS波时限越长［16］。本研究结果表明，QRS波时限＜110 ms患者NYHA分级优于QRS波时限≥110 ms患者，LVEF高于QRS波时限≥110 ms患者，血清NT-proBNP水平低于QRS波时限≥110 ms患者，进一步进行Spearman秩相关分析，结果显示，心脏手术患者CPB心脏复跳后心电图Ⅱ导联QRS波时限与LVEF呈负相关，与NYHA分级、血清NT-proBNP水平呈正相关，表明心脏手术患者CPB心脏复跳后心电图Ⅱ导联QRS波时限越长，心功能损伤越严重，提示心电图Ⅱ导联QRS波时限可作为临床评估心脏手术患者CPB心脏复跳后心功能的客观指标，以指导预后评估。

综上所述，心脏手术患者CPB心脏复跳后自主心律和呼吸逐渐恢复，心电图Ⅱ导联QRS波逐渐演变为主波向下，呈Rs型，时程缩短，直至恢复至术前形态，术中主动脉阻断时间可能会影响患者CPB心脏复跳后心电图Ⅱ导联QRS演变情况，而QRS波时限越长，心功能损伤越严重，故推测心电图Ⅱ导联QRS波或可作为临床评估心功能的重要指标。但本研究仅初步探讨了CPB心脏复跳后心电图Ⅱ导联QRS波演变情况，并未深入分析心电图其他导联QRS波形态与患者心跳节律的关系；此外，本研究纳入样本量较小，且均为窦性心律人群，今后还需扩大样本量进一步深入研究以证实本结论。

作者贡献：张军、赵雪屏进行文章的构思与设计；张军进行研究的实施与可行性分析，撰写、修订论文，负责文章的质量控制及审校，并对文章整体负责、监督管理；高文燕进行数据收集、整理、分析；张军、赵雪屏、高文燕进行结果分析与解释。

本文无利益冲突。