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心电图学
1.7.4.9.4 第四节 心磁图的临床应用

第四节 心磁图的临床应用

客观地讲,心磁图的应用还处于临床研究阶段,近年来其临床检查的适应范围正在不断扩大。目前主要应用于:①冠心病心肌缺血的诊断与治疗效果的观察;②原因不明胸痛的鉴别诊断;③心房和(或)心室肥大;④各种心脏病所致的心肌损害,如心肌病、心肌炎等;⑤房室旁路的定位诊断;⑥室性心律失常的诊断与定位;⑦束支传导阻滞;⑧胎儿心脏病;⑨胎儿心律失常。

一、冠心病

作为一种无创方法,MCG能够检测早期心肌缺血所致的异常电流的变化,对心肌微小的病理改变具有较高的敏感性,可以避免对早期心肌缺血诊断和治疗的延误。近年来,MCG对冠心病早期诊断和治疗后监测的研究已成为国际上冠心病研究中的一个新热点。在心肌梗死患者中,心磁图与心电图的变化有着许多共同规律。心磁图对心肌梗死的研究重点是:①心肌损伤的窗口和面积;②心脏局部结构的心磁图特点;③计算机分析和评价不同类型心肌梗死心磁图的意义。

(一)异常心磁图表现

1.目测等磁图 轻度心磁图异常表现为最大综合磁向量的改变(即<-110°和>-15°),或最大综合向量正常,但正负磁极的等磁线呈不规分布和正负极磁极某一极呈多极化(图69-13A,B),此种变化占复极过程30%~50%。中度改变表现最大综合磁向量明显偏移,同时伴有正负磁极等磁线极不规,正负极同时出现多极化(图69-13C,D)。上述异常改变占复极总时限的50~90%,严重异常改变为整个复极过程中均见不到最大正负磁极的确切部位。呈严重多极化。最大综合磁向量指向前或后,并且随每个画图呈跳跃式移动,磁向量角度变化>45°(图69-13E,F)。

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图69-13 心肌缺血的等磁图表现

A、B.轻度心磁图异常;C、D.中度异常E、F.重度异常

2.CMI-2409型心磁图定量参数表现为 ①磁偶标准记分(DMLS):<0或>34;②磁偶积分(DQIS):>1;③源磁偶标准记分(PDML):<0或>40;④磁偶角度范围(Ae,度):<-110°或>+20°;⑤磁偶角度变化(Ad):>45°;⑥磁偶距离变化(Dd):>20cm;⑦磁偶正负极值变化比值(Rd):>0.3。

3.MCG-7电流密度图 ①CVEI<0;②R值>50%;③CMLA>1.7。

4.MC-6400定量参数 ①复极积分/除极积分(JTi/QRSi)<1;②心磁图R波峰40ms区间最大QRS积分变化比值(∫QRSmax)<0.40%。

(二)心磁图在冠心病中临床应用范围

1.对无心电图改变或仅有轻度心电图变化的冠心病患者,心磁图可提高检出率。

2.对静态心电图和心磁图正常,临床怀疑冠心病的患者进行心磁图负荷试验,可进一步明确诊断。

3.对冠心病患者治疗(包括药物治疗、冠状动脉支架和冠状动脉搭桥术)前后进行心磁图监测,可评价治疗效果或病情加重的预测。

4.对心肌梗死患者,可了解心肌损害的程度,结合心律失常定位检测可评估梗死后恶性心律失常的风险程度。

5.对诊断不明的胸痛患者可检测有无心肌缺血的早期表现。

(三)系列研究案例

1.静态心磁图对冠心病心肌缺血的检出率取决于检测时患者的状态。当患者出现胸痛证状时,心磁图阳性检出率较高。不稳定心绞痛患者的阳性检出率明显高于稳定心绞痛患者。由于不同作者选择病例的状态不同,因此报道的结果差别较大。

(1)德国Chaikovsky采用由德国SQUID公司生产的MCG1型心磁图仪对观察了冠状动脉造影证实的51例冠心病患者(其中3支血管病变18例、2支17例、1支16例),均有稳定型心绞痛证状,但没发生过心肌梗死,均为窦性心律,有高血压、束支传导阻滞、心房颤动和左心室功能损伤者,不包括在本研究范围内。并以49例健康者为对照,观察心磁图的“综合心室激动指数(CVEI)”,结果见表69-1。作者认为,心磁图对兴奋传导成切线方向的局部电流有高度的敏感性,这些局部电磁流,在心室复极的电流密度分布图上,表现额外电流;并表明对心肌缺血的高度敏感性,即使是1支血管病变也能发现,也可检测出静态心电图正常或无特异性改变的慢性冠心病患者,比常规心电图更为灵敏。

表69-1 51例冠心病患者的心磁图CVEI值

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注:与健康对照组比较,*P<0.05

(2)泰达国际心血管病医院陈元禄等应用美国CMI-2409型心磁图仪对76例冠状动脉造影(至少1支血管狭窄≥70%)证实的冠心病患者(其中3支病变34例,2支病变20例,1支病变22例)进行心磁图检查,不稳定心绞痛患者占45%,稳定心绞痛40%,另15%无典型心绞痛证状。95%以上患者检查时无胸痛证状,合并严重高血压、左心室肥厚、束支阻滞、心肌病、瓣膜病、严重心律失常、急性心肌梗死、和严重心功能不全的病例未列入本研究中。36例健康志愿者均经冠状动脉CT、超声心动图、心电图、运动心电图等检查正常者为对照组。结果显示,冠心病组7项参数与对照组比较均有统计学差异,7项心磁图参数诊断冠心病的敏感性、特异性和准确度见表69-2,心磁图阳性参数数量诊断冠心病的结果见表69-3,表明心磁图3项以上参数同时阳性在排除其他心脏病变前提下,具有确定冠心病诊断的价值(图69-14),作者还对阳性参数数量与病变支数进行相关性分析,结果无显著性差异。另外该项研究还证实,心磁图诊断冠心病的敏感性较心电图提高了22.4%(分别为90.8%和68.4%)。

表69-2 心磁图参数诊断冠心病的敏感性、特异性及准确度(%)

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(续表)

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表69-3 心磁图阳性参数数量诊断冠心病的敏感性、特异性(%)

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图69-14 为1例冠心病3支病变患者的冠状动脉造影图像和心磁图

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图69-14 (续)为1例冠心病3支病变患者的冠状动脉造影图像和心磁图

患者,男,61岁,主诉:间断胸痛8年加重3天。高脂血证4年。心电图:Ⅱ、Ⅲ、avF病理性Q波,无明显ST-T改变。超声心动图:各房室内径不大,左心室下壁运动僵硬,幅度减低。图A左:为右前斜20°足位左冠状动脉造影图像,LAD开口处70%~80%狭窄,主间隔支发出前后长管状狭窄,最重达95%,第一对角支(D1)开口90%狭窄。LCX第二钝缘支(OM2)远端99%狭窄,OM2开口狭窄80%~90%。A右:为左前斜45°右冠状动脉造影图像,RCA全程弥漫狭窄,第一转折后99%狭窄,左心室造影阴性。B、C为CMI2409型心磁图仪记录的心磁图形;B为除极(QRS波)和复极(T波)顶峰的等磁图和电流密度分布图,QRS波综合磁向量和电流密度分布图正常(B左),T波综合磁向量异常,电流密度主矢量2个以上,分别指向不同方向;C为T波不同时间点等磁图形,每8ms一幅画面,复极前75%综合磁向量指向120°~135°,复极前半部负磁极呈单极化,占据整个等磁图画面中部偏下,外周等磁线不规则。复极后半部负磁极呈双极化。正磁极在整个复极过程中呈多极化,在T波上升主导正磁极位于左上,另一正磁极在右上,T波下降支主导正磁极逐渐从左上转向右下。综合磁向量恢复至-15°~-30°。整个复极过程磁向量变化范围较大(C右),MCG呈真阳性:等磁图定量分析6项参数阳性

随后又观察了223例冠心病患者,冠状动脉造影诊断冠心病标准同前,不稳定心绞痛占26%,稳定心绞痛45%,无典型心绞痛患者29%。对照组105例,为同期住院患者,冠状动脉造影无任何狭窄,但包括单纯高脂血证、高血压Ⅰ级、高血压病史在2年之内。两组排除标准均为严重高血压、左心室肥厚、束支传导阻滞、心肌炎、心脏瓣膜病、严重心律失常、急性心肌梗死和心功能不全(NYHAⅢ级以上)。结果显示,两组比较7项心磁图参数仅有3项有统计学差异,此3项参数诊断冠心病的敏感性、特异性和准确度均明显低于第一次研究结果(表69-4)。上述结果表明入选病例中不稳定心绞痛比例改变明显影响心磁图诊断冠心病的敏感性(图69-15)。

表69-43 项参数诊断冠心病的敏感性、特异性和准确度(%)

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图69-15 X综合征患者SPECT和等磁图

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图69-15 (续)X综合征患者SPECT和等磁图

患者,男,59岁。主诉:阵发胸闷1个月。血压正常。静息心电图:无明显ST-T改变,心电图运动试验可疑阳性,动态心电图可见一过性ST段下移;胸片:心肺未见明显异常;超声心动图:各房室不大,心脏形态功能及血流未见异常。临床诊断:X综合征。图A为右前斜足位左冠状动脉和左前斜右冠状动脉造影图像,LAD近中段仅见散在斑块,其他血管未见狭窄闭塞病变。B.SPECT:运动左心室心肌清晰显像,形态大小正常,后壁放射性分稀疏,其余部位未见明显异常;静息左心室心肌清晰显影,后壁放射性分布稀疏区可见部分填充,其余部位同运动门控心肌灌注显像所见。C为T波不同时间点等磁图形,每9ms一幅画面,等磁图呈单磁偶分布,即磁场正、负磁极各一个,综合磁向量正常,整个复极相负磁极外周等磁线略不规则;复极中间时段正磁极等磁线不规则,分布分散,约占复极相25%,磁向量变化范围尚可。心磁图定量分析2项参数阳性,目测心磁图呈轻度异常改变

(3)阜外医院王春宁等应用MCG-7型心磁图仪对48例心电图正常、冠状动脉狭窄≥70%冠心病患者进行了临床检测,其中单支病变21例、双支病变11例、3支病变14例、左主干病变2例。对照组为同期住院患者及本院职工,其中35例冠状动脉造影无有意义(≥50%)的狭窄病变,另9例心肌灌注断层显像阴性。冠心病组与对照组均无心肌病、心包疾病、心律失常和心肌梗死史,未服用血管活性药物,心功能Ⅰ~Ⅱ级(NYHA)。研究以复合心室激动指数(CVEI)、电流密度分布图0~1级图个数占整个复极的百分比(NNM)和所有图的平均分级(MCLA)三个参数为观察指标,结果如表69-5所示。其中CVEI诊断冠心病的敏感性和特异性最好,并且发现CVEI在多支病变的敏感性(81.5%)大于单支病变(61.9%)。

表69-5 不同参数诊断冠心病的结果(%)

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上海瑞金医院的李英梅等分析了82例冠心病患者和116例健康人心磁图,证实静态心磁图诊断冠心病的敏感性、特异性和准确度分别为81.7%、75.9%、77.7%。图69-16为MCG-7心磁图仪记录的冠心病患者和正常人的心磁图比较。

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图69-16 图69-16 正常人和1例冠状动脉3支病变患者的电流密度分布图和等磁图(摘自上海医学.2003年26卷第9期)

A.正常人复极相电流密度分布图,呈双极对称性环形结构;B.为瞬时电流向量方向图,浅绿色为正常电流向量区(+10°~+80°),黄色为1级电流向量改变(-20°~+10°)(+80°~+110°),红色为异常电流向量区(+110°~-20°),该例健康人瞬时电流向量为+40°;C.正常等磁图呈单磁偶表现,即一个最大正磁极和一个最大负磁极,最大正磁极在左下,最大负磁极在右上,围绕最大正负磁极周围的等磁线呈同心圆分布;D.为冠状动脉3支病变患者复极相电流密度分布图,表现为4级2个以上环形结构,电流密度方向紊乱,E.瞬时电流主向量指向+100°;F.等磁图表现为负磁极多极化,正、负磁极等磁线分布紊乱

(4)Park和Hill医生应用CMI-2409型心磁图仪对急诊就诊的264例胸骨后疼痛的患者进行紧急的心磁图检测,符合入选标准和排除标准的185例。冠状动脉造影证实143例患者至少1支较大冠状动脉狭窄>50%,作为冠心病组,其中35例为单支病变,37例2支病变,71例3支病变。另42例冠状动脉无狭窄的患者为对照组。143例冠心病患者中130例肌钙蛋白增高,56例至少1支血管完全闭塞。以磁偶角度范围、磁偶角度变化、磁偶距离变化和正负极值比值4项参数中的任何1项阳性为诊断标准,结果显示心磁图诊断冠心病的敏感性为82.5%,特异性为86.4%,准确度为83.2%。

(5)山田等应用MC-6400型心磁图仪观察了17例冠心病患者的静息心磁图表现,其中心绞痛患者10例、陈旧心肌梗死7例,另17例正常人作对照。观察指标为复极积分/除极积分比值(JTi/QRSi)。结果显示冠心病患者与正常组JTi/QRSi比值有明显显著性差异(表69-6)

表69-6 正常人与冠心病患者心磁图等积分值比较(x±s)

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OMI:陈旧性心肌梗死*:P<0.01vs正常组,**:P<0.01 vs心绞痛组

上述不同作者的研究进一步说明,入选病例的严重程度和对照组人群的不同对实验结果有着直接的影响。表69-7为不同作者应用心磁图对冠心病诊断的比较,急性心肌梗死和不稳定心绞痛患者比例高的观察对象,心磁图阳性检出率较高,稳定心绞痛患者比例高的观察对象,心磁图阳性检出率较低,假阴性率增高,因此开展统一标准的大样本多中心临床研究非常必要。

表69-7 不同作者应用心磁图对冠心病诊断的比较(%)

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2.心磁图负荷试验时冠心病心肌缺血的诊断显示出极大帮助。运动后心磁场时间谱线图表现为基线的抬高和ST-T的下移,程度明显于心电图(图69-17)。Kanzaki应用MC-6400心磁图观察了12例冠心病患者和13例正常人运动后心磁图表现。以心磁图R波峰40ms区间的最大QRS积分变化(MQIC)为指标,以>0.44为心肌缺血诊断界值。结果发现,敏感性、特异性和诊断准确度分别为82%、85%、83%;明显高于传统的运动心电图试验(分别为47%、85%和63%);并且观察了4例PTCA患者治疗前后的最大QRS积分变化比值,均较PTCA前明显减低,提示最大QRS积分变化比值不但可用于心肌缺血的诊断,还可用于介入治疗效果的评价。

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图69-171 例冠心病患者运动前后心电图和心磁图比较

MCG-1型心磁图仪记录的1例冠心病患者运动前后Ⅱ导联心电图(左)和单通道心磁图磁场时间谱线图(右)。运动前心电图和心磁图ST段均在等电位线上;运动中和运动后2min,心磁图ST段下移程度明显大于心电图;运动后8min,心电图ST段恢复至等电位线,而心磁图ST段仍有一定程度的压低

3.心磁图对冠心病治疗效果的评估也是目前研究的热点之一。经皮冠状动脉介入治疗(Percutaneous Coronary Intervention,PCI)导致了心肌电生理的紊乱,应用MCG监测PCI后心肌血流变化信息,对复极状态进行评估,具有一定实际意义。分析表明,PCI前的标准符合CHD患者,刚刚做完PCI后在电流分布上非常紊乱,PCI后1个月可以看到正常范围的结果。从这意义上讲,MCG有监测血运重建的可能性。国内李英梅等对57例(至少一支血管狭窄≥70%以上)行PCI术的患者进行术后1个月的随访;116例健康人作为对照组,分析两个定量指标:复合心室激动指数(CVEI)和心室复极期所有电流密度图的平均分级(M值)。结果CHD组的CVEI(-51.01%±46.79%)和M值(3.01±0.60)与对照组(CVEI:24.23%±51.42%);M值(2.50±0.47)(P<0.01)比较有显著性差异。术后1个月时CVEI(-21.21%±60.95%)、M值(2.77±0.60)较术前有显著改善(P<0.01)。另一研究对20例冠心病患者PTCA前后进行心磁图观察。在受影响的冠状血管灌注区内,至少有一个含血流流动矢量的附加区,在11例患者在PTCA术后6小时,这些附加区的强度出现减弱;另9例图形无变化,其中5例患者在术后三周再复查,见有强度的减弱。PTCA术前后的平均N值分别为84.1±5.9和53.3±6.7(P<0.05)。作者认为心磁图是观察PTCA术后疗效很有前途的无创伤性随访技术,这在不同心磁图仪的临床观察中均得到了证实(图69-18)。

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图69-18 1例3支血管病变患者支架术前后的心磁图

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图69-18 (续)1例3支血管病变患者支架术前后的心磁图

图69-18 患者冠状动脉造影发现3支主要血管狭窄程度均>80%,术前心磁图定量分析4项参数明显异常,目测分析等磁图中重度异常,在LAD与右冠各放入1枚支架,LCX远端血管较细未放入支架。术后常规降脂、扩冠、抑制血小板治疗。术后5个月7项定量参数均在正常范围,目测分析等磁图大致正常。A支架术前(A)和支架术后5个月(B)T波不同时间点等磁图形,每15ms一幅画面,正磁点呈多极化,负磁点外周等磁线不规则(A),术后5个月等磁图最大磁向量正常,呈单磁耦分布,正磁极多极化消失,正负磁极外周等磁线略不规则,未超过整个复极的20%(B)

该作者还报道了12例确诊的冠心病伴有稳定型心绞痛的患者(无心肌梗死),心电图正常或无特异性变化,用抗心绞痛药物(β受体阻滞剂和/或钙拮抗剂)治疗10天前后的心磁图观察结果,治疗后图像的均一性和最大矢量方向正常的图形数量大大的增加;G值治疗前为45.2±5.1,治疗后为-8.7±6.9;L值分别为35.1±3.4和51.2±5.1(两组P值均<0.05)。上述结果提示,心磁图是评估冠心病药物治疗效果的有用方法。

二、心律失常

(一)房性心律失常 心磁图检测心律失常要求多通道一次性同步记录。心磁图连续时间谱线图在房性或室性期前收缩定性诊断与心电图类似,但在心磁图等磁图和电流密度分布图(MC-6400)的最大电流方向和磁场强度可清楚的分辨出窦性心律和异位房性心律(图69-19),尤其在心房扑动发作时等磁场图分布呈环形兴奋表现(图69-20)。由此可见,心磁图可反映心肌细胞的兴奋过程,不用进行心内电生理检查,通过心磁图也可从体表观察到心房内部的环形折返回路(图69-21)。

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图69-19 1例阵发性心房扑动发作的心电图和心磁图表现(引自Europace 2003,5∶343)

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图69-19(续) 1例阵发性心房扑动发作的心电图和心磁图表现(引自Europace 2003,5∶343)

该图为MC-6400型多通道心磁图仪和心电图同步记录到1次阵发性心房扑动的发作。心磁图记录到从房性期前收缩到心房颤动,到转化为心房扑动的全过程和等磁图特征,心律失常持续了21.9s。电流密度分布图可清楚地显示心房扑动发作时电流矢量呈环状分布。A为Ⅱ导联心电图,SinusRhythm=窦性心律,APC=房性期前收缩,AF1~4=心房颤动,AFLU=心房扑动。B为心电图相应时间的等磁图,上行为二维等磁图,下行为三维等磁图。窦性心律时心磁图呈单峰分布,心房除极开始于画面的左上部,兴奋呈放射状向周围扩布(B1),心房期前收缩最早除极点接近窦性心律起源处,也呈单峰分布。磁场扩布的时间和方式与窦性心律明显不同(B2)。心房期前收缩后出现心房颤动,磁场呈多样性不规则分布(B3)和强度减低(B4)2s后磁场集中为单峰状(B5)。随后磁场呈低振幅环形分布(B6)。15s后心房颤动转变为心房扑动,磁场呈高8强度(45 pTm-1)规则环状分布,代表电流方向的箭头呈逆钟向分布

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图69-20 心房扑动发作时的电流密度分布图(右)

左图为Ⅱ导联心电图,在F波相应时间点的电流矢量形成一个闭式循环回路。图中深浅度代表舜时的电流强度,箭头所指方向电流流动方向

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图69-211 例心房扑动患者心内电生理标测与心磁图比较

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图69-21 (续)1例心房扑动患者心内电生理标测与心磁图比较持续性心房扑动发作时心内电生理标测和心磁图均证实为逆时针折返。图中显示心脏磁场呈逆时针旋转环形分布与磁场强度的变化。由此可见,心磁图可反应心肌细胞兴奋过程。A.多导记录仪显示的心内膜电生理标测图。从上至下分别为I、II、V1导联心电图,高位右房(HRA)、希氏束(His)、Halo导联19~20、17~18、15~16、13~14、11~12、9~10、7~8、5~6,冠状窦金、中、远端(CS pox、mid、dist)局部电位图。心内膜标测显示心房除极波沿三尖瓣环呈逆时针传导。B.为等磁场图,每15ms切换一个画面。亮色区域显示心房扑动发作时磁场信号呈大的逆时针旋转的环状分布。从等磁图显示的折返环的范围来看,心磁图比实际折返环(心内电生理标测结果)范围略有放大

(二)室性期前收缩 心磁图的室性期前收缩比对应的心电图上表现更为明显,可能是由于室性期前收缩时,正切电流传播占优势,ST/R振幅也大于心电图。1994年Oeff等采用37导联心磁图仪,研究冠心病心肌梗死患者室性期前收缩的起源点,发现4/5患者的室性期前收缩起源在梗死心肌的边缘。应用多通道同步记录心磁图仪(MC-6400)定位的室性期前收缩发生部位与射频消融部位非常接近(图69-22)。

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图69-22 室性期前收缩心磁图定位(引自JArrhy thmia.2000,16∶586)14岁女性患者,频发室性期前收缩(PVCs),PVCs16400个/24h,心磁图在右室前侧壁记录到PVCs最早发生部位(中间暗色区)的磁信号。左图为电流分布图和MRI的合成图像;右图为成功的射频消融靶点部位与心磁图推定部位相差7mm,箭头所指处为有效靶点时大头电极所处的位置

三、预激综合征

预激综合征是20世纪90年代心磁图研究的最热门的课题之一,采用高分辨率的心磁图技术对Kent束进行无创伤性定位取得较好效果。1992年Weisuller等对7例预激综合征(WPWsyndrome)患者,用心导管标测图和磁共振方法对照,心磁图定位相差平均为2.1cm。1993年Fenick等观察22例伴有室上性心动过速的WPW患者,心磁图定位精确度与心导管相差为+2cm/-1cm。1994年Nomura等用心磁图对14例WPW患者做定位检查,3例位于右心室游离壁,11例在左心室游离壁,其中12例可作为无创伤性导管消融术的定位方法。同年Oeff等将心磁图与磁共振在18例WPW患者作定位对比,相差甚小;X轴为+0.8cm/-0.9cm,Y轴是+1.1cm/-1.0cm,Z轴为+1.5cm/-1.0cm。1995年Nenonen等对1例2岁WPW伴有复杂性畸形的先天性心脏病患儿,在心脏外科手术时作心外膜心电图定位标测,并与心磁图对比,认为心磁图是一种有用的定位辅助方法。我院应用36通道心磁图探讨Kent束定位问题,结果证实心磁图可为射频消融术提供准确的定位依据(图69-23),与Yamada等用64通道心磁图仪记录的射频消融前后WPW旁路定位结果一致(图69-24)。

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图69-23 1例预激综合征患者射频消融前后心磁图表现

患者,男,35岁,阵发心悸10年,近期发作频繁。心电图为B型预激,超声心动图无异常。A.消融术前36通道磁场时间谱线图显示心室预激波(左图),等磁图显示90%除极相(QRS波)画面最大磁向量指向-100°~-80°,(右图实心箭头所指处),电流主向量指向-10°~0°(右图空心箭头所指处),提示旁道起源于右侧游离壁8~9点处。B.为射频消融术后磁场时间谱线图心室预激波消失(左图),QRS起始磁向量和电流主向量恢复正常,等磁图显示心室除极初始最大磁向量指向+100°~+80°,随后磁向量指向-40°~-45°,终末磁向量指向+120°(右图实心箭头所指方向),电流主向量在心室除极初期指向右侧,约为+190°~+170°,随后指向左下,约为+70°~+45°,终末向量指向右上(右图空心箭头所指处)。C.消融术前后等磁图,术前T波磁向量与QRS向量相反(左图),术后T波最大磁向量与R波相同(右图)。射频消融术证实有效消融靶点在右侧房室环9点处。图中箭头所指处同心圆中部为负磁极,箭头背向同心圆中部为正磁极

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图69-24 WPW患者射频消融前后的心磁图(引自心磁図の読み方.コロナ株式会社)

心内电生理证实为WPW伴房室折返性心动过速的22岁男性患者,在射频消融前后进行了2次心磁图记录。射频消融(CA)前64通道磁场时间谱线图叠加图和等磁图像显示预激的存在,CA后预激消失。上图为64通道磁场时间谱线图叠加图显示心脏磁场的正常成分。水平坐标为时间(ms),纵坐标代表磁场强度(pT),心房激动、心室除极和心室复极显示为相应的P波、QRS综合波和T波。射频消融前(CA)出现预激波(左),CA后没有预激波(右)。下图为与叠加图相应时间从P波到预激波的等磁图画面,每10ms间隔切换1个画面。等磁图不同颜色深度代表磁场成分的不同强度。箭头所指处为最大强度。箭头所指处代表测量区域64个通道中磁场起源的部位。射频消融前(上)心房除起始于右房上部(70ms时段),然后转向右房下部(80~89ms时)。预激被证实起始于等磁图画面的左中部(130ms时段向下的箭头所指处提示有PR段心室除极),相对于心内电生理表测9点位置。CA后(下)心磁图显示为心房除极后有一个长时段的磁信号静止区

四、长Q-T间期综合征(LQT)和Brugada综合征

Kandori等应用64通道心磁图仪观察33例正常人和16例先天性LQ-T间期综合征患者T波的空间电流离散度。结果证明,心磁图通过时间谱线图叠加图不但可了解到LQT间期综合征的长Q-T间期值,还可直观区分出LQT间期综合征1型(LQT1)7例和2型(LQT2)9例。从下胸部电流分布图(MC-6400)可看到LQT1型和LQT2型异常电流的区别(图69-25)。LQT1型异常电流方向由左心室指向右心室(110°)伴长QTc间期(>0.6s)。LQT2型异常电流方向为从右心室到左心室(20°)。

Brugada综合征在心电图上表现为右束支阻滞伴ST段抬高和Q-T间期正常。在没有合并自发或电生理诱发恶性室性心律失常发作时尚不能确定诊断,但64通道磁场时间谱线图ST短呈穹隆样和(或)马鞍形抬高,电流密度分布图在上胸部可记录到发自右心室流出道的异常电流(图69-26)。Kandor等应用MC-6400型心磁图仪观察了6例心电图伴心律失常事件证实的Brugada综合征患者,4例完全性右束支传导阻滞的患者和33例正常人的电流密度分布图,分别观察3组人群Q波起始后100ms至150ms的电流分布图像。结果发现,在所有6例Brugada综合征患者均记录到异常电流,同时还观察了Q波起始后100~110ms最大综合电流向量。Brugada综合征患者为-78°±51°(100ms)~-50°±61°(110ms)。CRBBB患者为152°±19°(100ms)~159°±20°(110ms)。正常组为40°±61°(100ms)~25°±62°(110ms)从Q波起始后100ms处平均最大综合电流向量可明显区别出Brugada和CRBBB的不同(图69-27)。

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图69-25 LQT间期综合征1型和2型的心磁图(引自Physiol Measurement 2002,23∶603)

共性为长QTc,LQT1型患者,女,37岁,Q-T间期678ms,QTc间期646ms,64通道时间谱线图叠加图T波呈双峰,T波第一峰对应的电流密度分布图电流箭头指向心磁图画面的左下,即异常电流从左心室指向右心室(图左),圆圈内深色区代表最大电流矢量。LQT2型患者为61岁女性,Q-T间期635ms,QTc间期537ms,64通道时间谱线图叠加图可见T波呈单峰,T波振幅较低,对应T峰电流密度分布图显示电流箭头指向心磁图画面的左下部,即异常电流从右心室指向左心室(图右)

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图69-26 典型Brugada综合征患者的心磁图

36岁,男性,RR间期630ms,QRS时限91ms,Q-T间期349ms,QTc440ms。A.64通道磁场时间谱线图,画面左半部ST段均明显抬高,左上4个记录点ST段呈穹隆样和/或马鞍形抬高(A左,放大图像)。磁场时间谱线图叠加图可见QRS时限91ms。B.为Q波起始100~150ms以及T峰时的电流密度分布图,每10ms切换1个画面。箭头所在处代表最大磁场强度。在100~120ms时间段,电流主矢量指向画面的右上部,最大磁场强度在画面上部偏右,相当于右室流出道部位。随后电流主矢量指向画面的右下(相当于心脏左下15°~45°),T波峰最大电流矢量方向正常

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图69-27 为健康人、Brugada综合征和完全性右束支传导阻滞(CRBBB)患者的心磁图比较(引自Biol.Eng Comput.2004,42∶236)

图69-27显示健康人、Brugada综合征和CRBBB患者Q波后100ms时段的最大磁场强度分布和电流矢量方向完全不同。可用于上述3种情况的鉴别。上图为Q波后100ms时间的电流密度分布图。深色区为最大磁场强度,箭头所指方向为电流矢量方向。健康人最大磁场强度分布在心磁图画面的上中部,范围较大,最大电流矢量指向左下。Brugada综合征患者最大磁场分布在心磁图画面的上部,范围局限,最大电流矢量指向画面右上。CRBBB患者最大磁场强度分布在心磁图画面的左上,最大电流矢量指向左侧。下图为Q波后不同时间的平均最大电流矢量方向。横坐标为Q波后不同时间,纵坐标代表最大电流矢量方向(角度)。Q波后100ms时段正常人平均最大电流矢量方向为40°(n=33),Brugada综合征平均为-78°(n=6),CRBBB平均为158°(n=4)

五、束支传导阻滞

(一)完全性左束支传导阻滞 完全性左束支传导阻滞人群发生率1.5‰~2.9‰,比右束支阻滞发生率低8~16倍。左束支阻滞可以是一过性或持续性改变,多半由于器质性病变所致,如冠心病心肌供血不足、束支系统退行性改变。与心电图相似,完全性左束支传导阻滞表现为QRS波时限延长,磁场时间谱线图QRS波最高加最低磁通量绝对值>40pT。最高磁通量在右下,最低磁通量在右上。除极相等磁图正负磁极位置及综合磁向量正常,最大磁通量>30pT。复极相综合磁向量>+90°,综合电流向量>+180°,单纯左束支传导阻滞等磁线规则(图69-28)。如合并有冠心病心肌缺血,可出现等磁图不规则或正负磁极多极化现象。

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图69-28 完全性左束支阻滞患者心电图和心磁图表现

患者女,73岁,间断胸闷,冠状动脉CT检查无冠状动脉狭窄。心电图呈完全性左束支传导阻滞(A左),心磁图磁场时间谱线图最高磁通量在5C、5D,最低磁通量点在2C、2D(A右);除极相等磁图呈单磁偶,正负磁极分布正常,综合磁向量-80°,综合电流向量10°,等磁线规则,在整个除极过程中等磁图变化范围小(B);复极相正负磁极位置反转,正磁极在右上,负磁极在左下,综合磁向量+115°(图C黑色实心箭头),综合电流向量+205°(图C白色空心箭头)最大和最小磁通量绝对值59.3pT。符合单纯左束支传导阻滞的诊断

(二)完全性束支传导阻滞 Kandori等观察了部分完全性束支传导阻滞病例的心磁图特点。QRS波宽度在(134±9)ms,典型CRBBB在64通道磁场时间谱线图表现为上部以S为主,下部以R波为主,电流密度分布图显示Q波后100~120ms时间内的最大电流矢量指向心室的右上部(图69-29)。

心磁图的重要作用不是用于诊断束支传导阻滞,而是用于束支传导阻滞与其他疾病的鉴别,如右束支传导阻滞与Brugada综合征的鉴别(图69-27)。区别束支传导阻滞患者是否合并有冠心病心肌缺血。这在心电图是难以做到的,因为束支传导阻滞同时伴有继发性ST-T改变,原发性ST改变会被掩盖;而心磁图会直接显示出完全性束支传导阻滞患者是否合并复极异常(图69-23,69-31)。

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图69-29 1例完全性右束支传导阻滞CRBBB患者的心磁图特征

患者男,75岁,RR间期750ms,QRS间期130ms,Q-T间期在正常范围。A.为64通道磁场时间谱线图,左上放大的4幅图像显示典型的负向S波(向上空心箭头所指处),左下4幅图像显示正的R'波(向下空心箭头所指处)。B.64通道磁场时间谱线图叠加图显示QRS宽度130ms,Q-T间期425ms,Q-Tc491ms。T波振幅和分布正常。C.电流密度分布图颜色深浅代表不同磁场强度,深色代表最大磁场强度。Q波后100~110ms最大磁场强度分布在心磁图画面左上部较大范围内,提示心肌处于除极相,较多心肌细胞处于兴奋状态(100~110ms红色区)。最大电流矢量指向左侧。T波峰最大电流矢量指向右(-5°)

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图69-30 完全性右束支传导阻滞(CRBBB)伴心室复极正常的心磁图

62岁女性患者,心电图V1导联呈rsR'波,V5导联S波加宽,伴V1~3导联ST段下移和T波倒置。冠状动脉造影阴性。超声心动图心肌结构与血流正常。A为36通道叠加磁场时间谱线图显示QRS呈三峰形态,QRS间期136ms。B为T波峰等磁图呈单磁偶分布,综合磁向量指向-50°,正负磁极位置正常,等磁线呈同心圆分布,磁向量变化范围较小,复极相等磁图定量参数7项正常,目测显示正常心磁图

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图69-31 完全性右束支传导阻滞伴心室复极异常的心磁图患者为40岁男性,主诉:间断胸痛3年加重2周;心电图符合CRBBB,V1~4导联ST改变;超声心动图显示,左心室后壁运动减低。随后的冠状动脉造影结果证实,RCA中段狭窄60%,LAD近段散在斑块,LAD和LCX无明显狭窄与阻塞病变。临床诊断:冠心病累及单支病变,不稳定型心绞痛。A为36通道磁场时间谱线图叠加图示QRS呈双峰,QRS间期126ms,T波振幅低。B为T波峰等磁图表现为正磁极为单极,在心磁图画面下部,等磁线不规则,负磁极在复极后半部呈双极化。负磁极等磁线略不规则,第二负磁极等磁线极不规则。综合磁向量大致正常。复极相等磁图定量参数3项阳性,目测分析心磁图呈中度异常改变

六、心室肥厚

(一)右心室肥厚 当右心室容量负荷过重时,可出现心磁图不完全右束支传导阻滞。右心室压力负荷过重时,心磁图QRS-T的栅格图上半部分R波振幅最高,伴有ST段压低和T波倒置,并于下半部分产生深S波或QS波(图69-32)。Nakaya等报道比较了29例右心室肥厚的心磁图和心电图结果:心磁图以A4的R>15pT和E5的S>4 pT为标准,对于右心室肥厚诊断的敏感性、特异性、预测准确率分别为75.9%、94.0%、82.0%;而心电图则分别为37.9%、92.0%、72.1%,说明心磁图在诊断右心室肥厚方面稍强于心电图。

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图69-32 肺动脉狭窄伴右心室肥厚心磁图

36通道栅格图上半部(以B4为中心)R波振幅增高,伴ST压低和T波倒置。下半部深S波,以D4、5和E4、5明显,提示右心室肥厚

(二)左心室肥厚 Fujino等报道95例左心室肥厚的心磁图和心电图比较结果,以心磁图S(B5)+R(D5)>40pT和(或)D3、E3的T波倒置作为左心室肥厚诊断标准,其敏感性、特异性、预测准确率分别为71.4%、87.7%、83.3%;而心电图分别是65.7%、86.4%、80.7%,心磁图稍优于心电图(图69-33)。

作者应用CMI心磁图仪观察35例高血压患者冠状动脉造影阴性,超声心动图证实左心室肥厚并排除心肌病诊断。按照上述时间谱线图S(D5)+R(D5)>40pT为左心室肥厚诊断标准,心磁图诊断符合率仅34.3%(12/55),而等磁图T波7项定量参数中1项以上阳性占91.4%(32/35),3项以上阳性占71.4%(25/35)。可见高血压伴左心室肥厚患者心磁图复极(T波)异常较QRS波磁场强度的改变更敏感(图69-34)。

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图69-33 主动脉瓣狭窄伴左心室肥厚36通道栅格图

36通道栅格图R波振幅最高在左下(E5),伴ST段压低,T波倒置,在上半部偏右侧(B5)有深S和QS波,伴ST段抬高,提示存在左心室肥厚

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图69-34 高血压伴室间隔肥厚患者心磁图表现

患者,男,43岁。高血压病10年,心电图正常;超声示,室间隔轻度增厚,各房室不大,考虑高血压病心脏改变;冠状动脉CT和冠状动脉造影结果各主要血管及分支未见狭窄。临床诊断:特发性高血压,高血压性心脏病。A为36通道磁场时间谱线图,QRS波磁场强度无增高。B为复极相等磁图,每7ms切换1幅画面。正负磁极均呈多极化,复极(T波)初期负磁极2个,分布在等磁图画面的右侧,复极后2/3负磁极为单极,在画面的下部,等磁线不规则。正磁极在复极后2/3,呈多极化。磁场综合向量异常,变化范围较大。复极相6项参数异常,目测分析重度异常,提示高血压伴左心室肥厚患者心磁图复极相异常早于除极相

七、心肌病

肥厚型心肌病在心磁图除极相可见有QRS波幅度(磁场强度)明显增高和不规则的异常切迹。多数情况下心磁图复极相异常改变较除极相发生率更高(图69-35、36)。扩张型心肌病心磁图QRS波幅度略低于肥厚型心肌病,但复极相异常较肥厚型心肌病更明显(图69-37)。

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图69-35 非梗阻性肥厚型心肌病患者的冠状动脉造影、超声心动图和心磁图

患者,男,52岁。主诉:发作性胸闷胸痛5年,高血压10年。心电图示左心室肥厚,T波改变。临床诊断:高血压(Ⅱ级),肥厚性梗阻性心肌病,A为左前斜右冠状动脉和右前斜足位左冠状动脉造影图像,未见狭窄闭塞性病变。B为超声心动图心尖四腔切面显示室间隔及左心室游离壁弥漫性增厚,以室间隔中段增厚最为显著,厚度约23ms,左心室前壁厚度约19ms,左心室侧壁厚度约14ms,左心室后壁厚度约12ms,心肌纹理紊乱,增厚率减低,室壁运动幅度尚可,左心室流出道无明显变窄,左心房轻度增大,左心室基底段处内径46ms。C为磁场磁场时间谱线图,画面左下部QRS波振幅增高(56.88pT),D为复极相等磁图,每11ms切换1幅画面,磁场综合向量方向异常,变化范围大(80°~135°),正负磁极分布异常,负磁极为单极,位于心磁图画面下部,等磁线分布尚可;正磁极呈双极,位置变化大,等磁线分布异常

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图69-36 梗阻性肥厚型心肌病患者的超声心动图和心磁图

32岁男性患者,主诉:间断胸闷憋气5年。心电图示左心室高电压。临床诊断:梗阻性肥厚型梗阻性心肌病。A为超声心动图心尖左心室长轴切面,室间隔及左心室游离壁弥漫性增厚,室间隔中上段靠近左心室流出道(LVOT)厚度约25mm,左心室前壁厚度约22mm,左心室侧壁厚度约18mm,左心室后壁厚度约11mm,左心室流出道中度变窄,可见收缩期湍流。B为磁场时间谱线图,画面左下部QRS波振幅增高(75.0 pT),C为除极相等磁图(左)R峰磁场综合向量方向正常,复极相等磁图(右)每6ms切换1幅画面,呈单磁耦分布,正负磁极位置异常,磁场综合向量方向异常(115°),变化范围小,负磁极等磁线分布尚可;正磁极等磁线分布轻度异常

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图69-37 扩张性心肌病患者超声心动图和心磁图结果

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图69-37 (续)扩张性心肌病患者超声心动图和心磁图结果

34岁男患者,主诉胸痛10年,加重两2个月。心电图示左心室高电压,RV1+sV5=10.5mV,Ⅱ、Ⅲ、avF导联T波倒置,冠状动脉造影阴性。A为超声心动图胸骨旁左心室长轴切面,左心室心腔扩大,舒张内径77mm,呈球形,左心房46mm,右心不大,左心室游离壁及室间隔厚度尚可,运动减低,左心室射血分数35%。B为磁场时间谱线图,示左下部QRS波振幅增高(60.36pT)。C为复极相等磁图,每12ms切换1幅画面,定量分析5项系数阳性,目视分析复极前75%等磁图呈单磁偶分布,综合磁向量异常(指向50°),正磁极位于画面左上,负磁极在右下,复极初期(25%)正磁极等磁线略不规整,复极后期,正负磁极呈多极化分布,占复极总时间25%(<30%),综合向量指向220°,磁场向量变化范围大

八、小儿科临床应用

近年来,日本筑波大学临床医学科小儿科在Horigome教授领导下,对胎儿及小儿疾病的心磁图进行了系列研究,尤其在胎儿心磁图(FMCG)检测方法方面积累了丰富的经验(图69-38),测定了150例20~40周胎儿的FMCG,结果发现P、QRS和T波的记录成功率分别为68%(102例)、85%(128例)和45%(67例),认为心磁图可用于小儿及胎儿的心电生理研究,如胎儿的心律失常、室性及室上性期前收缩起源的鉴别(图69-39);并研究150例20~40周胎儿PQ、QRS、QT时间的心磁图正常值(表69-8),研究长Q-T间期综合征,通过观察心内膜垫缺损患者P-Q间期延长状态,P-Q间期和Q-T间期与胎儿缺氧的关系,母亲服药对胎儿心磁图变化的影响,用探讨ST-T变化推断对胎儿心磁图变化影响,通过探讨ST-T变化推断胎儿心肌缺血部位等,均有一定参考价值。

表69-8 胎儿心磁图QRs记录成功率和PQ、QRs及Q-T间期范围与均值

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图69-38 胎儿心磁图的记录方法和胎儿心磁图

记录FMCG时,首先用超声心动图确定胎儿心脏的位置,然后将心磁图探头对准胎儿心脏距母体腹壁最近的部位。根据需要可进行信号平均处理,使心磁图信号更清晰(图69-38 A右),同步记录母体心电图,用于区分胎儿和母体心磁图信号。A图记录探头与胎儿心脏及母体腹壁的位置(左)和信号平均处理后的9个通道的FMCG(右);B图FMCG原始波形(未经处理),P波和QRS波固定出现,心率为150次/min,R波振幅4pT,T波显示不清楚;C图胎儿母亲的心电图(心率为105次/min)。该例FMCG清晰显示P波和QRS波,并且没有受到母体心脏磁场的影响

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图69-39 1例胎儿室性期前收缩的心磁图

高振幅QRS波伴倒置的T波,提示胎儿为频发性单源性的室性期前收缩,表明心磁图诊断胎儿单形室性期前收缩是很容易的

图69-40为非持续性窄QRS心动过速FMCG。图中显示,2种频率的QRS波,窦性心律R-R间期395ms,心动过速发作时的R-R间期274ms,RP/PR>1,QRS形态与窦性心律相同,P-R间期短于窦性心律。符合无休止交界区反复性心动过速(PJRT),不排除自律性房性心动过速。作者认为,该病例符合后一诊断。图69-41为1例41周胎儿心房扑动心磁图。心磁图源信号显示,胎儿心率是母体心率的3倍,信号进行两次特殊处理,分别去除母体QRS和胎儿QRS,处理后的心磁图可清楚心房扑动伴2∶1房室传导,出生后房扑转为窦性心律。图69-42为1例2∶1房室传导阻滞伴先天性LQT间期综合征FMCG。心磁图表现为心动过缓,Q-T间期延长。超声心动图证实为2∶1房室传导阻滞。

日本学者Hamada等报道,用心磁图诊断1例出生前37周胎儿的长Q-T间期综合征(图69-43),该例胎儿母亲19岁,在10岁时曾发生晕倒和心动过缓。经心磁图确诊胎儿患有长Q-T间期综合征,38周足月出生,为女性,体重3115g胎儿出生后在经过心电图检测证实(图69-44)为长Q-T间期综合征。作者认为,这是第1例在母体内为胎儿确诊长Q-T间期综合征,对预防婴儿猝死综合征(SIDS)有重要意义,并认为用心磁图对诊断的胎儿先天性心电异常有重要价值。

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图69-40 胎儿非持续性折返性心动过速心磁图3导联FMCG同步记录,前7次心搏为窦性心律,PR=110ms,RR=395ms(心率152次/min),后8个心搏为心动过速发作,RR=275ms(心率218次/min),RP/PR=180ms/95ms=1.89,P波形态与窦性心律不同,符合无休止交界区反复性心动过速

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图69-41 心房扑动FMCG

A.从41周胎儿记录到到的FMCG源信号,M为母体QRS;B.去掉母体QRS后的FMCG,F为心房扑动波C.去除胎儿QRS后的心磁图波形,F波清晰可见

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图69-422 ∶1房室传导阻滞M型超声心动图和FMCG

A.M型超声心动图显示,PP间期固定,RR间期是PP间期的2倍;B.FMCG显示,倒置P波清晰可见,其中半数P波与T波顶峰重叠。Q-T间期延长(QT=420ms,QTc=470ms)。pT∶pico Tesla(心磁强度单位)

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图69-43 胎儿的长Q-T间期综合征的心磁图

怀孕37周的胎儿心磁图显示,胎儿心率110次/min,Q-T间期为0.41s(正常胎儿的Q-T间期为0.18~0.30s),Q-Tc为0.57s(正常胎儿Q-Tc为0.27~0.47s)

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图69-44 胎儿在出生后8h心电图

为图69-42同一个小儿心电图,证明为窦性心律和长Q-T间期综合征,Q-Tc为0.59s。心电图12导联中的aVR与胎儿37周的MCG图形非常相似