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前沿进展
心电图在肺动脉高压中的应用价值
刘贤国 李杰英 洪城
? 肺动脉高压是一类以肺血管阻力进行性升高为主要特点的恶性肺血管疾病,继续发展可导致右心功能衰竭甚至死亡 。2015 年欧洲心脏病学会/欧洲呼吸病学会(ESC/ERS)联合发布了最新版“肺动脉高压诊断和治疗指南”,肺动脉高压是指静息状态下,右心导管测得平均肺动脉压(mean pulmonary arterial hypertension, mPAP) ≥25 mmHg(1 mmHg =0.133 kPa)。持续增加的肺血管阻力将导致右心室的后负荷增加,造成右心室及右心房扩大和血管重塑 。电生理学研究结果表明,肺动脉高压患者右心房电导率区域减少,以及低电压或无电压区域的增加 。因此可能出现各种异常的心电图表现,现将心电图在肺动脉高压中的应用价值介绍如下。
? 1.心电轴:心电轴是由心脏除极所产生的电向量的综合方向,影响心电轴方向的因素很多,右心室肥厚者心电轴常右偏,左心室肥厚者则常左偏。右心室肥厚时,QRS 向量环的主体多移向右前或右后方,投影到Ⅰ导联轴负侧,Ⅲ导联正侧,因此出现QRS 电轴右偏。肺动脉高压患者的肺动脉压力增加,右心室后负荷也随之增加,可出现右心室肥厚,心电图表现为电轴右偏。因此心电轴右偏与右心室肥厚关系密切,其对右心室肥厚的诊断价值也得到了越来越多的重视。在我国进行的一项551 例成人肺动脉高压疾病特征的多中心临床研究 结果显示:90.2%(497 例)的患者心电图表现为右心室肥厚,82%(452 例)的患者伴有电轴右偏。赵勤华等研究了QRS 电轴在肺动脉高压中的诊断价值。他们对64 例疑诊肺动脉高压患者行12 导联心电图检查,结果经右心漂浮导管确诊肺动脉高压有38 例,分析了心电图参数与肺动脉高压之间的关系。结果发现,QRS 电轴>87°诊断肺动脉高压的敏感度为86%,特异度92%。采用Spearman 相关性分析显示,QRS 电轴与肺动脉平均压的相关性最高(r =0.75, P <0.01)。电轴右偏对肺动脉高压诊断的敏感度及特异度都较高。另一项多中心的肺动脉高压队列研究(PAPUCO 研究),将65 例肺动脉高压患者与285例无任何心脏疾病的心电图进行对比分析,结果发现肺动脉高压组患者心电图的病理性Q 波(47.7 vs 6.7%) 、左心室肥厚(38.5 vs 9.8%) 、肺型P 波发生率(36.9 vs 20.7%) 较高(均P <0.05),提示QRS 电轴≥ +100°联合V1 导联R >7mm、V1 导联R/S >1 预测发生肺动脉高压的敏感度为30.8%,特异度为100%,阳性预测值为100%。该研究是在非洲进行的一项较大的多中心研究,纳入病例较多。但因所在医疗条件有限导致诊断为肺动脉高压患者均未行右心漂浮导管,仅靠多普勒超声检查诊断。可能因诊断的不准确导致结果的偏差。该研究结果敏感度不高,在临床中容易出现漏诊的情况,在用于预测肺动脉高压的发生风险时需要谨慎,但其特异度较高,提示若有典型的QRS 电轴右偏及V1导联R 波较大的振幅,特别是符合以上结果时应该考虑到肺动脉高压的可能,进一步完善右心漂浮导管检查进行确诊。对于实验组左心室肥厚比例较高的原因,作者分析认为:46%的肺动脉高压患者是左心疾病相关,可能会掩盖轻度的右心室受损的心电图表现。
? QRS 电轴右偏不仅为临床医师提供了诊断肺动脉高压的证据,在肺动脉高压患者的预后方面也有相应的研究。Gregory 等使用ECG 预测原发性肺动脉高压或继发于结缔组织病的肺动脉高压患者的预后 ,对确诊上述疾病的61例患者行12 导联心电图检查,记录了额面QRS 平均电轴、QRS 宽度以及其他心电图参数。结果提示所有的心电图参数与血液动力学参数、右心室大小及运动能力存在接近中度的相关性,其中相关性最好的是额面QRS 平均电轴与心指数(r =-0.46)。该研究结果提示,心电图在排除原发性肺动脉高压及继发于结缔组织的肺动脉高压中的作用是有限的,但是肺动脉高压的病因多种多样,这一结论不能简单地外推到其他因素引起的肺动脉高压的患者。该研究结果同样说明额面QRS 平均电轴与右心室功能有一定关系,QRS轴>100°能较好地预测右心室增大,与血流动力学损害的严重性相关,为判断肺动脉高压患者的预后提供了参考指标。
? 2.P 波:心电图的P 波前半段代表右心房除极,后半段代表左心房除极。P 波异常分3 类:左心房的异常、右心房的异常和正常节律的活化。因各种疾病导致左心房压力增加、容量增加和输出量下降可能出现左心房的异常。右心房异常主要原因是肺动脉高压,也可伴有电轴右偏,右心室肥大及右束支传导阻滞 。Allison 等 为探讨肺动脉高压患者肺型P 波与右心房增大的关系,对纳入的63 例患者(7 例男性,56 例女性)分别进行心电图和超声心动图检查,结果显示39 例患者(3 例男性,36 例女性)心电图达到了肺型P 波的标准(Ⅱ导联≥ 2 mm,V1 导联≥1 mm)。33 例患者(5 例男性,28 例女性)超声心动图提示右心房增大。心电图符合右心房增大标准的特异度在男性患者为100%,女性患者为70%;但敏感度较低,男性为25% ~67%,女性为21% ~48%。因此,肺型P 波用来检测右心房增大的特异度较高,而敏感度很低。换言之,存在肺型P 波即可判定为右心房增大,但是不能作为除外诊断的标准。马国强等 较全面地研究了心电图P 波参数对慢性阻塞性肺疾病(慢阻肺)合并肺动脉高压诊断的价值,该研究全面分析了P 波的各项参数,采用右心漂浮导管测量9 例慢阻肺和22 例慢阻肺合并肺动脉高压患者的肺动脉压与P 波心电图参数,具体包括:P 波电压、肺型P 波、P 波电轴、P 波方向、P 波面积、P波上升速度、PII 顶角、PII 倾斜度、V1P 波起始指数, 及V1P波终未电势。最后分析得出当PII 斜度≥63°与“肺型P 波”的诊断价值一致,提示PII 倾斜度对慢阻肺合并肺动脉高压有诊断价值。
? 通过研究P 波与右心房的关系、P 波形态对肺动脉高压的诊断价值,我们重新认识了P 波在肺动脉高压中重要的诊断作用。在生存、预后方面也有相关的文献报道。Bossone等观察了1992—1998 年51 例原发性肺动脉高压患者,分析原发性肺动脉高压患者心电图特征与生存的相关性,并评估了心电图在风险分层中的价值,Cox 多因素分析结果显示,Ⅱ导联的P 波幅度(HR 值为3.06,95% CI: 1.37 ~6.86,P =0.06)、Ⅲ导联的P 波幅度(HR 值为4.54,95% CI:1.40 ~14.79,P =0.012)、AVF 导联的P 波幅度(HR 值为4.52,95% CI:1.45 ~14.14,P =0.009)、Ⅱ导联P 波≥0.25MV (HR 值为2.77,95% CI:1.03 ~7.45,P =0.043)及V1导联qR (HR 值为3.55,95% CI:1.28 ~9.82,P =0.015)均显着增加患者病死率。在控制了肺血管阻力、右心房压力和心脏指数等变量后,上述心电图参数与生存率仍显着相关。Ahearn 等[13] 对ECG 预测原发性肺动脉高压或继发于结缔组织病的肺动脉高压预后的研究结果表明,Ⅱ导联P 波与心脏指数具有良好的负相关(r =-0.30),但是相关性强度不高。文献报道反映心房电活动的P 波时限对心律失常的影响[18-20] ,提示发展成为心房纤颤的患者P 波时限更长。德国Bandorski 等 对肺动脉高压患者进行了心电图参数及心律的研究,评估了其对肺动脉高压患者的预后价值。该研究回顾性分析了167 例诊断肺动脉高压的患者,在确诊肺动脉高压时已经患有心房纤颤的患者有13 例,其心房直径更大,右心房的压力更高。随访中新发生了30 例心房纤颤。P 波时限>0.11 s 的患者生存期更短。单因素Cox 回归分析发现P 波时限与生存显着相关(HR 值为2.04, 95% CI:1.10 ~3.79, P =0.02),但是年龄协变量影响了结果,去除年龄因素后P 波时限与生存的相关性下降。阜外医院报道了心电图在特发性肺动脉高压患者中预后价值。作者分析了194 例特发性肺动脉高压患者的心电图和血流动力学指标,发现Ⅱ导联P 波振幅与平均肺动脉压力、心指数相关。V1 导联R 波振幅与平均肺动脉压力相关,V6 导联S 波振幅与平均肺动脉压力、心指数相关。Ⅱ导联P 波(HR 值为1.555, P =0.033)和aVR 导联R 波(HR 值为5.058, P <0.001)是全因死亡的独立预后预测因子。Kaplan-Meier 生存曲线提示Ⅱ导联P 波≥0.25 mV 和aVR 导联R 波≥0.4 mV的3 年生存率更低(55% vs 91%,P <0.001)。
? P 波不仅与肺动脉高压患者的生存率相关,被用于评估肺动脉高压患者的预后,也有学者针对心电图与肺动脉高压的治疗反应的关系进行研究。Henkens 等分析了81 例确诊并治疗1 年的患者,按照肺血管阻力分为两组( <500dyne· s· cm-5 , >500 dyne· s· cm-5 ),治疗反应定义为肺血管阻力PVR 下降25%或者绝对值<500 dyne· s· cm-5 。结果显示Ⅱ导联P 波、QRS 电轴和T 波电轴是治疗反应的重要决定因素。存在Ⅱ导联P 波幅度<0.175mV 及T 轴>25°的阳性预测值为0.81 (95% CI:0.37 ~0.96),阴性预测值为0.94(95% CI:0.86 ~0.99) 。Ⅱ导联P 波幅度联合T轴可为肺动脉高压患者的治疗反应提供一定依据。
? 3.Q 波、R 波、S 波正常情况下,由右心室除极产生的QRS 向量向右向前,因为右心室壁厚度是左心室的三分之一,右心室除极向量被左心室除极向量所掩盖。因此只有当右心室壁的厚度达到一定程度时,才会使综合向量由左心室优势转向为右心室优势,并导致位于右心室面导联(V1、aVR)的R 波增高,而位于左心室面导联(Ⅰ、aVL、V5)的S波变深。肺动脉高压患者可能因为右心室后负荷增加,出现右心室肥厚,进而可能出现异常的Q 波、R 波、S 波,对肺动脉高压的诊断也有一定的提示意义。赵勤华等[11] 在心电图对肺动脉高压诊断价值研究中发现,Ⅰ导联S 波振幅>0.21 mV 诊断肺动脉高压的敏感度为89%,特异度81%。V1 导联R 波+V5 导联S 波>0.76 mV诊断肺动脉高压的敏感度为84%,特异度83%。RV1 +SV5 与肺血管阻力的相关性最高(r =0.74)。RV1 +SV5 和Ⅰ导联S波振幅与心指数相关性较高(r =-0.62)。该指标对评估肺动脉高压患者血液动力学受损的严重程度有一定临床意义。心电图SⅠ QⅢ TⅢ改变在急性肺动脉栓塞常见并是重要的特征,可能与肺循环阻力增加最终导致右心室扩张有关。裴国勇等[24] 探讨了心电图SⅠQⅢ TⅢ在慢性肺动脉高压患者中的发生率及其对心肺功能的预测价值。对经右心导管确
诊为肺动脉高压的50 例患者按有无典型的SⅠQⅢ TⅢ分为两组,结果有23(46%)例出现典型SⅠ QⅢ TⅢ改变,两组肺动脉高压程度无明显差别,但存在典型SⅠ QⅢ TⅢ 改变组WHO 肺动脉高压功能评级较高[(2.39 ±1.03) vs(1.78 ±0.64),P<0.05],6 min 步行试验距离较低[(325 ±127) vs (476 ±165)m, P <0.001]。提示心电图出现SⅠ QⅢ TⅢ 改变应考虑存在慢性肺动脉高压可能,慢性肺动脉高压患者心电图出现SⅠ QⅢ TⅢ者的心肺功能损害更严重。
? 4.ST、T 改变:右心室肥厚T 波低平或者倒置多表现在Ⅱ、Ⅲ、aVF 导联及右侧胸前导联,发生率为10% ~60%,在相同导联也可出现ST 段下移。上述改变不仅发生于左心疾病,也可出现于右心室肥厚。右心室肥厚Ⅱ、Ⅲ、aVF 导联及右侧胸前导联ST、T 改变通常是肺、心功能失代偿的结果。而T 波倒置一般不应出现于V3 导联,当右心室受累时T 波倒置或者ST、T 改变可达V4、V5 导联。5.PR 间期、QT 间期:心电图PR 间期代表心脏的房室传导,正常PR 间期在0.12 ~0.20 s。当心房到心室的传导出现阻滞,则表现为PR 间期的延长或P 波之后心室波消失。Alkukhun 等回顾分析了142 例慢阻肺拟行肺移植患者的心电图,结果显示使用PR >137 ms 和Ⅰ导联S 波>0.02 mV 区分平均肺动脉压>40 mmHg 的肺动脉高压敏感度为100%,特异度为59%。Ⅰ导联PR 间期延长可能提示严重的肺动脉高压。
? QT 间期代表心肌的复极过程,是指从QRS 波群起始到T 波终止之间的时程。而QT 离散度是反映心肌复极过程的差异,指最长QT 间期与最短QT 间期的差值。文献报道心率校正的QT 间期和QT 离散度的延长与心律失常具有相关性,并且增加了各种疾病患者猝死的风险。文献报道心率校正的QT 间期和QT 离散度与肺动脉高压的诊断具有相关性。张洪亮等评价了QT 间期和QT 离散度与肺动脉高压的关系,比较了201 例患者的心电图上QT 间期及QT离散度。结果发现女性肺动脉高压患者的平均QT 间期和QT 离散度与平均肺动脉压正相关(r =0.207、0.236,P =0.03、0.012),并且平均QT 间期和QT 离散度在女性重度肺动脉高压患者中发生比例显着高于对照组。该研究中男性患者为78 例,可能对结果产生一定影响,但是女性患者的结果提示平均QT 间期和QT 离散度与其mPAP 强烈相关, 具体机制目前仍不清楚,需要进一步研究。
? 6.V1 ~V6 胸导联:肺动脉高压增加右心室后负荷,其发展到一定阶段将会引起右心室的肥厚和扩大,心电向量图也会发生变化。心电图相应表现为电轴右偏,V1 ~V6 导联呈rS 形,V5 导联R/S≤1.0。由于肺动脉压力继续增加,右心室游离壁也渐肥厚。横面QRS 环的离心支逐渐变小,回心支逐渐向前旋转,呈顺钟向运行。心电图表现为V1 导联或V3R呈rSr′或rsr′s′,电轴多右偏。肺动脉高压发展到晚期,右心室流入道、流出道、游离壁及心尖部全心肥厚,且游离壁肥厚占优势。整个QRS 环被拉向右前方,环体多展开,呈顺钟向运行。呈典型右心室肥厚图形,V1 导联呈qR、qr 或者Rs形,V1 导联R/S≥1.0,V5 导联R/S≤1.0[9] 。因此,根据心电图V1 导联特征性改变可判断肺动脉高压的严重程度。
? 7.心电图模型:如上所述,心电图在肺动脉高压的诊断、预后、疗效评估方面有不同表现形式,能为临床提高重要的信息。但是由于疾病的复杂性,需要将心电图与其他实验室检查联合为临床医生提供更加可靠的临床证据。右心漂浮导管是诊断肺动脉高压的首选检查手段,但是该检查有创、花费高、技术要求较高、在基层医院不易普及开展。因此研究者们利用心电图及其他检查建立了一些简单实用的模型以指导临床工作。
? Klok 等利用心电图及其他实验室指标建立了一个模型,用于排除急性肺动脉栓塞以后发生慢性血栓栓塞性肺动脉高压(CTEPH)的风险。该研究纳入了82 例肺栓塞后发生CTEPH 和160 例肺栓塞后未发生CTEPH 的患者,通过分析发现,右心室肥厚的心电图(V1, 2 导联的rSR′或者RSr′;V1 导联R:S >1,R >0.5 mV; QRS 轴>90°),凝血因子FVⅢ的活性,NT-pro BNP,生长分化因子15,C 反应蛋白,尿酸水平在肺动脉高压组明显高于无肺动脉高压组;作者将右心室肥厚的心电图与NT-pro BNP 联合建立一个模型,结果发现,敏感度为94%,特异度为65%。诊断CTEPH的ROC 曲线下面积为0.8 (95% CI:0.74 ~0.85) 。假设CTEPH 的发病率高达10%,该模型的阴性预测值可达99%(95% CI:0.97 ~1.00) 。因此,缺乏右心室肥厚的心电图表现及正常NT-pro BNP 水平用于排除PE 后的CTEPH 是安全的。美国Pancholy 等同样以心电图为基础,建立了一个用来评估继发肺动脉高压风险的评分模型。他们纳入了从2006 年到2009 年552 例怀疑有肺动脉高压并行了右心导管的患者,记录12 导联心电图,包括V1 的R 波、V6 的R 波、V6 的S 波以及代表右心房增大、电轴右偏和左心房增大的心电图特征参数。结果表明297 例患者诊断肺动脉高压。将患者随机分为两组,基于逻辑回归风险比的大小,将右心房增大、左心房增大、电轴右偏及V1 的R 波≥6 mm 分别给予 5、2、2 和1 分。得分为5 ~7 分预测肺动脉高压的曲线下面积分别为0.83 和0.89,右心房增大的单独预测价值评分<7 分(0.83 vs.0.89, P =0.021)。该评分系统为临床怀疑肺动脉高压的患者提供了较好的检验工具。Kovacs 等回顾性分析了394 例进行心电图检查的患者,其中49%为肺动脉高压,研究采用“两步法”,第一步计算电轴右偏(90/394)的患者,阳性预测值是93%;第二步对于无电轴右偏的患者,联合以下指标:NT-pro BNP <333 pg/ml,SaO2 >95.5%,WHO 肺动脉高压功能分级为1 ~2 级;结果排除肺动脉高压的阴性预测值为96%。该研究进一步强调了利用临床上常用、简单的指标来预测肺动脉高压的发生风险,尤其是长期门诊随访的过程中更显重要。
? 肺动脉高压增加右心室后负荷,达到一定程度并持续一定时间,将会引起右心室的肥厚和扩大,心电图发生某些变化。反之,这些心电图的改变可能提示患者有肺动脉高压的可能。心电图的改变也会对肺动脉高压病因的诊断和鉴别诊断有一定提示作用,比如心电图呈双心室肥厚图形者应考虑继发于左向右分流性先天性心脏病,可以排除特发性肺动脉高压的可能。如前所述,通过心电图V1 导联不同表现形式也可以判断肺动脉高压的程度。心电图在肺动脉高压治疗的长期随访中也有一定的价值,特别是QRS 电轴、V1 导联R/S 比值及QRS 图形、肺型P 波、P 波电压,以及右侧胸前导联ST、T 改变的动态改变。影响心电图电向量的因素较多,研究者们不断探索新的方法减少干扰因素影响,与其他实验室检查相结合建立了一些简单实用的预测模型。心电图还具有简单、方便、经济、重复性好的特点,我们应更加重视和掌握肺动脉高压患者的心电图表现,更好地应用于临床工作中。
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