第七十四节　微伏级T波电交替测定

心脏性猝死预测的心电技术有多种，如动态心电图、心电图运动试验、心率变异性、Q－T离散度、心室晚电位、异常J波等。近年来，发现T波交替(T－wave alternating TWA)患者，常因发生恶性心律失常而猝死。这种心电图现象见于Q－T间期延长综合征、急性心肌缺血、变异型心绞痛、儿茶酚胺过多释放以及电解质紊乱。故有学者认为，T波交替是心脏猝死的一种极有意义的独立预测因子。

T波交替，又称孤立性T波交替，指T波或TU的振幅、形态和(或)极性交替性变化而不伴QRS波群形态和心动周期的明显改变。本文从对T波交替的认识、T特点及类型、产生机理、检测、临床应用5方面进行阐述。

一、对T波交替的认识

心电活动交替现象最早由Hering在1909年报道。认为可能是患者心脏电机械性不正常。1910年和1936年分别由Levis和Hamburger报道了T波交替患者心脏有关的病理改变。1948年Kalter和Schwarlz报告T波交替现象临床心电图发生率为0.1%，其中36例有明显T波交替患者死亡率为62%。后来许多报告描述了T波交替与心肌缺血、冠状动脉病变、电解质紊乱和QT延长有关，有些显著的T波交替立即跟随室性心律失常的发生。但是可见的T波交替并不多见，因此并不能作为临床可应用的指标。1981年Adam等医生首先在动物模型上发现T波交替与心室易颤性增高有关。

1988年Smith医生首先提出，频谱分析方法记录到微小T波交替可预测室性心律失常和心性猝死的发生。他们报告了19例行心脏电生理检查患者的T波交替与室性心动过速的诱发有明显的一致性。1994年Rosenbaum等对83例患者应用心房起搏增加心率减少心率变异以提高T波交替的检出率，并行心脏电生理检测和20个月随访，发现T波交替能明确预测室性心律失常诱发和猝死的发生，但是心房起搏提高心率限制了临床实际应用价值。美国Cambridgeheart Inc自1993年起研究开发试用运动方法提高窦性心率，配合使用计算机频谱分析技术和噪音降低处理软件记录出微小T波交替，并且经过美国多中心临床验证证明具有极好的猝死预测价值，明显优于其他无创手段如信号叠加心电图(晚电位)。美国FDA今年正式认可批准CambridgeheartInc的T波交替检测系统作为第一个非创伤性心脏诊断工具用于发现心性猝死患者，并将该系统命名为“AlternanSTest”。与其他检测手段不同的是阳性检测与心脏基本疾病无关，而是对心室肌电生理选择性的评价和对猝死发生预测。现在临床上“T波交替”的概念已成了专门术语用于指导计算机处理检测到微小T波交替。

二、T波交替的特点及类型

Navaeeo Lopez提出T波交替有如下特点:①左心前导联有巨大倒置T波。②T波交替常伴Q－T间期延长，可达0.62～1.09s，平均为0.76s，Q－T间期长短交替的变异范围在0.05～0.28s，平均0.10s。③呼吸、体位改变、心率突然增快或刺激颈动脉窦，均可使T波交替明显或暂时消失。④T波交替有增加心电不稳定倾向，易导致室性心律失常如室性期前收缩、室性心动过速或室颤。

体表心电图上T波交替分成两种类型:①单向型:T波振幅交替变化，缺血时T波多为此型;②双向型:即T波在等位线上下振荡，缺血再灌注时多呈双向型。

动物实验和临床观察表明，T波交替出现的时间多发生在缺血后2～3min;再灌注后20～30s。T波交替严格局限于缺血部位。在心脏手术时可见，当探查电极移出缺血区仅0.5～1cm，就不能测到T波交替。在体表心电图上，T波交替一般多见于胸前导联。

图44－121　T波交替的心电图

三、T波交替产生机理

在动物实验和临床上，许多情况可出现T波交替，提示其产生机制不尽相同。Wellens报道1例风湿性心脏病患者反复心动过速及心力衰竭时呈T波交替，经控制后此种现象逐渐消失，作者推测其T波交替与心功能不全及心动过速后状态有关。Kimura等认为，T波交替与低钙和体位变化有关，由于低血钙影响细胞钙离子的转运，致使跨膜动作电位2时相发生交替性变化。目前，更多作者认为是支配心脏的交感神经活动不平衡所致。一些作者观察到长Q－T综合征患者于精神紧张或劳累时易出现T波交替。如Schwartz等报告1例患者当走进运动实验室时受恐吓即刻出现T波交替，且其在猫实验中以电刺激心脏交感神经可同时诱发Q－T间期延长和T波交替，故认为心脏交感神经介质释放突然失调对T波交替的产生起重要作用。

从心电学基础的角度，我们把T波交替设想为病变心肌复极过程中出现周期性变异的一个现象，它的产生机理与二度房室传导阻滞有相似之处。当心脏组织发生病变或功能异常时，每次心搏后的代谢产物(或其他有关因素)如果不能彻底被清除，必然会影响下一次心搏;开始这种影响并不大，下一次心脏的机械收缩和动作电位，并不容易出现明显的变化，有时仅能见到房室传导速度稍延长;但是随着心搏次数的增多，这种代谢产物会逐渐累积起来，当达到一定程度或超过某一阈值时，心脏的机械收缩(病变轻的很少有变化，重的可以出现交替脉)和动作电位(较常见)就会出现变异。理论上这种变异的周期(按心动周期的次数来计算)是随着病变加重而逐渐变短，一般情况下以2n∶1较稳定的比值出现，例如8∶1、4∶1、2∶1、1∶1。在比值大的时候T波变异多不甚明显，而且容易和呼吸的影响相混淆;当T波变异的周期为2∶1时，即出现T波交替，不言而喻;当病变继续加重，变成1∶1时，每次心搏的T波都不正常，此时反而看不出T波交替了。

目前有关T波交替产生的机理尚未完全探明，因为各家使用的仪器、观测对象和实验方法不相同，观点也不尽一致，有些甚至互相矛盾，现在选择其中有代表性的一些观点摘录介绍如下:

(一)心室肌中有一群动作电位异常的病变心肌细胞，每次心搏时交替出现两种波形相异的复极动作电位，参与复极动作电位交替变化的心肌细胞群体越大，从体表心电图记录到的TWA也越明显。

(二)动物实验表明，在心肌缺血区可出现复极电位离散现象，所以T波交替只出现在心肌的缺血区，绝不出现在正常的心肌，因此Richard等(1994)认为T波交替的产生是由于复极动作电位的形态变异，而不是激动时序上的变异。

(三)心肌跨膜的(transmural)复极动作电位离散度增大和T波交替的关系。Shmizu(1999)设计的心肌细胞跨膜动作电位实验，在心外膜、中层、心内膜都装有单电极，在中层内装有6～8个单电极。当起搏心率从120次/min加快到150、200、240次/min的过程中，心率达150次/min时，首先在中层心肌细胞出现跨膜复极动作电位离散，并显露出T波交替，如继续加快心率，则中层的T波交替变得更显著，T波出现交替倒置，此时心肌的机械收缩力也出现强弱交替的现象，如果突然加快心率，就可能发生扭转性室速。作者认为当加快心率时，主要是由于心肌中层出现跨膜复极动作电位离散现象，而导致T波交替。

(四)由于T波交替在心外膜表面呈区域性分布，病变区复极动作电位的时限比正常心肌长，因此在体表心电图的各导联上，T波交替和QT变异也呈区域性分布。当前壁心肌缺血时，T波交替容易在胸前导联检测到;下壁心肌缺血时，T波交替容易在Ⅱ，Ⅲ和aVF导联检测到。前壁心肌缺血时胸前导联上的QT常较长，因为电极与心脏的距离较近，所以T波交替的检出率较高;因为下肢电极与距离心脏较远，QT也可能略长，所以在一般情况下T波交替的检出率比前壁心肌缺血低。

(五)随着复极电位在幅度、持续时限和波形的不同，心室肌的不应期也更加不等。在正常和病变心肌相邻区形成功能性单向传导阻滞而发生折返，从而引起严重的室性心律失常。其发病机理与QT离散增大、QT延长和长QT综合征相似。

(六)复极动作电位异常与心肌细胞离子的转移和分布有关，据现有资料认为，心肌细胞外钾离子蓄积，使心肌的不应期延长;钠离子与钙离子的交换被中断;心肌细胞内钙离子周转障碍。

(七)心肌的血液灌注主要在舒张期，在心肌缺血的情况下，随着心率加快，舒张期缩短，供氧/需氧比例失调，使T波交替更容易发生。

(八)自主神经对T波交替的影响。刺激心脏交感神经可以使缺血心肌更容易出现T波交替，其原因是心率加快(结果同上)使供氧/需氧的比例失调，加重了心肌缺血;刺激副交感神经可以减少心肌缺血T波交替的幅度(通过抗肾上腺素活性的作用)，提高室颤的阈值，降低室颤的发生率，但是在再灌注的过程中却对T波交替无影响。

近年来倾向于认为，逐个心跳发生的振荡电流或2相折返可能是引起T波交替的主要原因。在再灌注时引起的T波交替，其发生机制目前较一致认为是早期后除极伴2∶1传出阻滞所致。心外膜层心肌动作电位2相折返很可能是急性心肌缺血时ST段抬高以及T波交替的主要原因。在每次兴奋的圆顶完全消失之前，常常是先有圆顶的间歇性消失，即兴奋时圆顶的存在和消失交替出现，并由此导致APD长短的交替出现而形成T波交替。

四、T波交替的检测

目前有关T波交替的检测技术仍处于发展阶段，所需的设备和操作方法均未统一，现仅作一般性介绍，供参考。

(一)为了增快心率，提高T波交替检测灵敏度，无论采用心房调搏或运动负荷的方法，对心脏患者来说都有一定的风险，所以必须准备好基本的心脏抢救设备。

(二)如果采用运动负荷增加心率，则需要平板运动跑台或自行车功量计。

(三)采集体表心电信号的部位尚无统一规定，原则上探测电极应尽量靠近心肌病变部位，有些作者采用三个正交导联。

(四)有关T波交替的检测仪器，说明如下:

1.低噪声电极　如果用心房调搏加快心率方法来检测T波交替，那么只需用普通一次性心电监护电极就可以了;如果用运动负荷方法加快心率，就应该设法尽量减少运动时产生的肌电噪声。国外有一种电极称为Multisegmentedhi－Res Electrode(多节段高分辨率电极)，实际上它的每一个电极是由很多个子电极所组成;每个子电极将采集到的心电信号分别通过各自的放大器进行放大，然后将放大后的信号合并在一起(加法)，进行下一步数字化处理。就理论上而言，这是一种空间叠加的信号处理方法，它能将信号中的噪声降低到1/n(n为子电极的个数)，例如用16个子电极组成的电极可将电极附近的肌电噪声降至1/4左右。

2.模/数转换器　把上述模拟量的心电信号通过模/数转换器，转换成数字信号，模/数转换的分辨率应大于12比特。

3.数字滤波器　数字化的心电信号可利用软件将剩余的肌电和交流电、呼吸波等噪声滤除掉，只留下“干净”的不失真心电信号，供下一步信号处理用。数字滤波的好坏对信号处理十分关键，其方法有多种，例如高阶(16阶)Butterworth滤波、波的成分分析(wave component analysis)和自适应噪声消除(adaptive noise'canceling)等。

4.利用计算机检测T波交替　检测方法有多种，目前大多采用频域分析，其中有一种方法是对每个导联心电信号逐拍地进行快速傅立叶转换(FFT)，然后再进行频谱法迭代分析(spectralmethod of iternans analysis)，从而得到功率谱密度分布曲线，其横座标右端的取值为0.5心动周期，该处对应的功率谱密度即相当于T波交替大小。

1994年，美国MIT和Cambridgeheart对频谱分析及信号平均技术进行改良，研制出CH2000型心脏诊断系统，能够进行静息、运动负荷、药物负荷试验及心脏起搏时微伏级水平T波交替的测定，成为目前唯一通过美国FDA认证的用于检测T波交替的仪器，并被各国普遍使用。记录电极包括7个普通电极及7个银—氯分银高分辨多段频谱感知电极，可降低肌电干扰及基线漂移对检测结果的影响，使运动时的干扰水平进一步降低。按常规心电图12导联及Frank导联位置放置。

5.采用踏车或活动平板运动试验使患者心率增快到105次/min检测T波交替　首先描记5min坐位静息时的心图。然后开始运动，患者踩踏的频率用节拍器控制，节拍器的频率控制在患者实际心率的1/3左右，从而使运动引起的干扰的频带与交替波所在0.5hz的频段区分开来以利T波交替的检测，避免以患者实际心率1/2的频率踩踏，因此时能使T波交替测定时干扰增加。以20W运动负荷开始，每2min递增20W运动负荷，直至达到预期心率105次/min。对于老年患者或正在使用β受体阻滞剂的患者，其心率难以达到105次/min，可按其心率的2/3的频率掌握，亦不致影响T波交替的检测。达预期心率后，继续运动至少3min并保持心率在95～110次/min，检测T波交替。运动结束后，再采集3min坐位心电图。计算机分析、显示打印电交替波的趋势图及T波交替的频谱图，并提供心率—时间图，以便确定患者在何心率开始出现T波交替(V_alt＞1.9μV)，同时提供患者呼吸、期前收缩等干扰波频谱图。通常取X、Y、Z导联、胸前V₄导联及向量图(VM)分析T波交替，认为在期前收缩数＜10%、VM干扰不超过1.5μV时的分析结果是有效的。

(五)如何提高TWA检测的灵敏度　除了病情严重的患者T波交替可以从体表心电图上用肉眼察觉外，通常从体表心电图测得的T波交替变化幅度只有几个微伏，所以很容易被噪声所淹没，无法用肉眼直接察觉到。为了提高检测T波交替的灵敏度，以利用临床实际应用，目前多采用几种方法:

1.在作动物实验时，为了更精确地跟踪从心肌缺血到再灌注的过程中T波交替的动态变化，可利用复合解调(complex demodulation)方法，将T波交替变化大小用T波下包含面积来计量，其单位为μV·ms。因为它同时包含着幅度和时相的信息，从而提高了TWA检测的精确度。

2.加快心率。动物实验表明，采用心脏起搏器加快心率的方法，可以显著地提高T波交替检测的灵敏度。例如据Kavesh(1998)报道，45例未服用抗心律失常药物进行程控电刺激(PES)检查者，其中有9例可诱发出室速。本组T波交替检出的灵敏度在窦性心律(平均77次/min)、心房起搏心100和120次/min的条件下，T波交替检出的灵敏度分别为4%、42%、65%，特异性分别为100%、93%、63%;本组9例PES可诱发出室速者在上述3种心率的条件下，T波交替幅度的平均值分别为(0.4±0.7)μV、(1.6±1.9)μV、(2.4±2.1)μV。在临床工作中过去曾用心脏起搏来加快心率，现已逐渐改用增加体力负荷(平板或踏车运动)来代替，后者的优点是无创伤性，较安全，但灵敏度稍低于前者;为了达到前者的灵敏度，应加大体力负荷，使心率高于心脏起搏的心率。例如据Hohnloser(1997)报道，30例既往有室速或室颤发作史的患者，当T波交替检出的灵敏度为84%时，心脏起搏心率需达到(97±9)次/min，而当采用次极量运动时，则心率应达到(100±14)次/min。

3.增加心电图的导联数和选择最佳的电极位置。针对T波交替的区域性分布增添体表导联数，或采用标测(mapping)电极，肯定能提高T波交替检测灵敏度，但是如果采用由三个正交导联(X，Y，Z)或准正交导联(即Ⅰ，aVF，V₁)所合成的“T波交替合成向量”来表示T波交替大小的话，由于“平滑作用”，反而会降低T波交替检测的灵敏度，这一点已为理论和实践所证实。目前认为，将探测电极放在与心脏病变部位相对应的体表处，对检测TWA最有利。

五、临床应用

目前临床上已在变异型心绞痛、心肌梗死、冠状动脉搭桥术、PTCA术、心肺移植术等患者中观察到T波交替。另外，还在LQTS、扩张型心肌病、二尖瓣脱垂及无器质性心脏病患者中，在室速或室颤发生前记录到T波交替。因此，T波交替已是国际上公认的恶性心律失常的预测信号。

(一)T波交替在预测室性心律失常上和电生理检查有同等价值　大量临床和动物研究表明，T波交替是预测恶性室性心律失常和心脏猝死的独立指标。T波交替对预测电生理检查中诱发的室性心律失常，其敏感度为81%、特异性为84%、相对危险度为5.2%、阳性预测值为76%、阴性预测值为88%。因此，T波交替在预测室性心律失常上和电生理检查有相似的价值。

然而有几组报道，ST段压低仅反映心肌缺血程度，与室颤的发生无相关性。室性期前收缩在预测室速和室颤上也不可靠。

T波交替临床应用举例:①Mimiyama(1997)观察14例肥厚型心肌病患者，7例有室速发作史，其中5例的T波交替＞1.9μV(T波交替阳性率为71%)，另7例无室速史者和9例正常人T波交替均阴性。②Kwan(1999)用不阻断冠状动脉血流的perfusion balloon导管行PTCA11例，无1例发现T波交替，ST段平均抬高(0.15±0.05)mV;另14例用普通的球囊导管作PTCA，结果有6例(43%)出现T波交替，ST段平均抬高(1.04±0.19)mV。③Burdttini(1998)观察到43例冠心病中19例(44%)T波交替阳性，39例长QT综合征有17例(44%)T波交替阳性。④Rosenbaum(1994)将83例心脏病患者的PES结果与T波交替检测结果作比较，认为T波交替预测的敏感性为81%、特异性为84%，优势比为5.2。⑤Narayan(1999)对40例心脏病患者进行PES，其中22例诱发出室速，18例未诱发出;另有起搏加快心率检测TWA作比较，当心率在100、120和150次/min时，TWA预测PES阳性的特异性分别为88.9%、66.7%和69.2%。

(二)TWA与晚电位比较　心室晚电位对恶性室性心律失常和心脏性猝死的预测有其局限性，仅能对折返性室性心律失常进行预测，而不能用于束支阻滞及心律不齐者。另外，药物也能影响其阳性预测值。T波交替不受束支阻滞和心律不齐的影响，对折返激动和触发激动引起的室性心律失常都能有效预测。由于T波交替和心室晚电位反映了不同的电生理机制，故两者联合应用可能更具有优越性。

(三)TWA与QT离散度比较　T波交替多用于对心脏病患者发生室速/室颤危险性的分级。有些作者对TWA、心室晚电位和QT离散度三种方法对预测恶性心律失常的准确性作了比较，例如Estes(1997)根据27例PES的资料，认为T波交替的预测准确性高于心室晚电位:Hoknloser(1998)根据95例植入型自动心脏除颤器的资料，认为T波交替的预测准确性优于心室晚电位或QT离散度;Armoundas(1998)根据43例PES的资料认为T波交替的准确性(84%)大于心室晚电位(71%)。

(四)用于抗心律失常药物疗效评定　研究表明，只有使T波交替水平显著降低的药物，才能有效抑制恶性心律失常的发生，故T波交替可能会成为一种能较可靠评定抗心律失常药物疗效的方法。