10 心电图P波与阵发性房颤的转归
心房颤动(简称房颤)是一种进展性心律失常,房颤患者中阵发性房颤所占比例小于40%,随着病程的延长,阵发性房颤可进展为持续性房颤。对于初次诊断为阵发性房颤的患者,1年进展为持续性房颤的概率为10%,5年为25%~30%,10年后则大于50%。若阵发性房颤进展为持续性房颤,表明心房细胞亚结构和胞外基质的病理改变更加严重,心肌纤维化程度更大,电重构、收缩重构和结构重构程度变得更加严重和复杂,不易逆转。因此,预测阵发性房颤转归的方法具有重要临床意义。
目前关于预测阵发性房颤向持续性房颤转归的评分系统甚少,De Vos等首次报道HATCH评分,其通过多因素回归分析显示,高血压、高龄(>75岁)、短暂脑缺血发作或脑卒中、慢性阻塞性肺部疾病以及慢性充血性心力衰竭是阵发性房颤进展为持续性房颤的独立预测因素,并使用回归系数作为基准计算出HATCH评分(即上述因素中高血压、高龄、慢性阻塞性肺疾病各占1分,其余各占2分)。HATCH评分超过5分的患者中1年内有50%会出现房颤进展,HATCH评分为0分的患者仅有6%出现房颤进展,随着HATCH评分的增高,阵发性房颤患者未来进展为持续性房颤的风险逐渐增高。
虽然HATCH评分有助于评价阵发性房颤向持续性房颤的转归,但也存在自身的局限,该评分忽略了导致房颤发生和发展的其他公认常见危险因素,如肥胖、阻塞型睡眠呼吸暂停综合征、饮酒、吸烟、甲状腺功能亢进、冠心病和糖尿病等,且部分HATCH评分却较低的房颤患者的首发表现即为持续性房颤。另外,HATCH评分所包含的内容均为病史资料,某些变量主观性较大,缺少客观检查指标。而体表心电图尤其P波的相关指标,对应心房除极表现,可一定程度上反映心房的电生理特点,作为客观、方便、无创的诊断工具在评估心房电生理特性方面具有独到的优势。
阵发性房颤进展的发病机制包括心房结构重构和电重构假说,心房结构重构表现为心房扩大、心房肌细胞溶解、心房肌间质纤维化等,而心房电重构是心房肌的电生理变化,表现为心房有效不应期缩短、不应期的频率适应性降低、不应期离散度增大和传导速度减慢。这些变化可反映在P波相关指标的改变上,而阵发性房颤进展为持续性房颤者的心房重构较未进展者更为严重,因此心电图P波相关各指标与阵发性房颤的转归具有一定相关性。
一 P波时限
心房内传导的延迟是房颤的电生理特征,P波时限是心房传导较为可靠的无创指标,它的延长与房颤、冠脉搭桥术后心律失常以及阵发性房颤转变为持续性房颤均有关。P波时限的延长反映了激动传导的减慢或者心房的扩大,前者缩短波长,而后者提供了折返发生的基质,这些都有利于房颤的维持。
P波时限反映了心房除极时间,而心房间传导阻滞(interatrial blocks,IAB)是指电冲动从右房传导至左房的传导延迟,导致P波时限大于110毫秒(图2-10-1)。根据P波形态的改变,及传导阻滞的严重程度,IAB类似于房室传导阻滞那样分为一度、二度及三度(图2-10-2)。正常人的P波时限范围为80~110毫秒,P波时限大于11毫秒时,被视为异常。P波时限增宽受心房间传导速度减慢、心房扩大、心房压力升高及其他多种因素影响。左心房扩大往往与IAB同时存在,但IAB也可存在于正常心房中。
图2-10-1 房间传导阻滞
图2-10-2 P波向量图
A.正常情况下心房激动示意图及P波向量;B.一度IAB心房激动示意图及P波向量;C.三度IAB心房激动示意图及P波向量
研究表明,IAB与房性心律失常密切相关,特别是房颤。一个对16例IAB患者进行30个月随访的研究发现其中8例(50%)患者发生心房颤动。在一项随机调查中,308个患者在平均16个月内发展成了心房颤动,其中IAB患者占52%;相反的是,经过相同时间仍然保持窦性心律的对照组IAB患者只占有18%。对122例阵发性房颤患者随访(26±12)个月,发现进展为持续性房颤的患者的P波时限明显大于未进展者[(162.7±19.8)毫秒vs.(137.8±13.4)毫秒],而且,IAB还会促使阵发性心房颤动发展成持续性心房颤动。
Koide等对102例阵发性房颤患者随访(66±13)个月后,将进展为持续性房颤者和未进展者分为两组,分析两组的心电图发现,滤过P波时限(filtered P-wave duration,FPD)是阵发性房颤进展为持续性房颤的独立预测因素,FPD≥150毫秒预测进展的敏感性为81%,特异性91%,阳性预测值88%,阴性预测值90%,该研究同时发现左房内径同样是预测阵发性房颤进展的因素,但其敏感性、特异性和阳性/阴性预测值均低于FPD。
二 P波离散度
P波离散度(P wave dispersion,PWD)是指12导联体表心电图上最大P波时限与最小P波时限的差值,它可以反映心房内不均一性和不连续性传导。PWD的临床价值主要在于预测高血压、冠心病及进行冠状动脉搭桥术后等患者发生房颤的风险。在不同的临床研究中PWD被证明是房颤发生较为敏感和特异的心电图预测因子,同样也是阵发性房颤进展的客观敏感预测因素。
Koide等入选204例阵发性房颤患者,随访(66±8)个月,72例(35.3%)患者进展为持续性房颤,进展组患者的年龄、男性比例、糖尿病比例、PWD和左房内径均大于未进展组。应用Logistic多因素回归分析后显示,年龄和PWD是阵发性房颤进展为持续性房颤的独立预测因素,且计算出PWD≥40毫秒时预测阵发性房颤进展为持续性房颤的敏感性为71%,特异性77%,阳性预测值63%,阴性预测值83%。进一步根据有无器质性心脏病分亚组后分析发现,对于无器质性心脏病的阵发性房颤,PWD≥40毫秒预测阵发性房颤进展为持续性房颤的敏感性为64%,特异性为71%,阳性预测值50%,阴性预测值81%;对于伴有器质性心脏病的阵发性房颤,PWD≥40毫秒预测阵发性房颤进展的敏感性为75%,特异性为83%,阳性预测值73%,阴性预测值84%。可见PWD对预测伴有器质性心脏病的阵发性房颤的进展可能更具优势。
尽管对PWD和P波时限在房颤预测领域呈现出了较好的前景,但是必须注意其可能的盲目性。至今对于心房传导的离散性和P波离散度之间的关系仍未有电生理学的证据。究竟PWD是由于心房传导异质性或者只是同一去极化向量在不同ECG导联上的投射仍未有定论,而由于心电图导联P波振幅较低及P波起始和终末难以区分而造成对PWD测量的不准确性也无法避免。
三 P波终末电势(P-wave terminal force in lead V1,PtfV1)
PtfV1又称为Morris指数,是V1导联负向波振幅与时限的乘积(图2-10-3)。PtfV1反映了左心房电活动,代表横面左房除极向量的面积。PtfV1绝对值增大的机制可能是包括以下几点:①左心房扩大时,心房除极终末向量更偏向于左后上方,V1导联终末出现负向P波,P波的负向部分在时间和振幅两方面都增大,致PtfV1的绝对值亦相应增大;②PtfV1绝对值增大不仅与左心房扩大相关,也与左心房退行性纤维化致左房传导速度减慢或与房间束供血不足引起左房传导时间延迟有关。有研究报道,孤立性房颤窦性心律时和健康人群P波形态具有差异性,表明局部心房内的传导参与了房颤的形成。在一项分析V1导联终末负向部分识别房颤电复律复发的研究中,作者对包括左房扩大在内的因素进行Cox回归分析发现,V1导联终末负向部分下降>0.1mv并持续40毫秒情况下房颤复发的OR值为1.9。这也提示心房传导的延迟可能比左房的扩大出现的要早。研究发现,PtfV1可能是阵发性房颤进展的重要预测因素。
图2-10-3 PtfV1(Morris指数)的定义及意义
V1导联P波终末电势定义为终末部分时限(D)和振幅(A)的乘积。PTF>0.04mv×ms是左房扩大较为特异性的指标
作者所在中心对180例非瓣膜性阵发性房颤住院患者的病史资料及静息、窦性心律状态下的12导联心电图进行研究分析并随访1年,发现进展为持续性房颤的患者HATCH评分明显大于未进展者(2.000±1.633 vs.0.888±0.999),并且进展者PtfV1同样大于未进展者(0.087±0.025 vs.0.048±0.022)。采用Spearman等级相关分析发现PtfV1绝对值的大小(0.050±0.024)与HATCH评分(0.950±1.069)两者存在显著正相关(r=0.550,P<0.01),并且随HATCH评分增高,PtfV1绝对值亦相应增大。因此得出如下结论:PtfV1绝对值较大的阵发性房颤患者进展为持续性房颤的风险更大,PtfV1可能作为评价阵发性房颤向持续性房颤转归的一个无创检查新指标。另外,本研究也发现180例非瓣膜性阵发性房颤患者HATCH评分1分组PtfV1大于HATCH评分0分组但无统计学差异(0.045±0.018 vs.0.040±0.019,P>0.05);HATCH评分≥2分组PtfV1明显大于HATCH评分0分组(0.080±0.020 vs.0.040±0.019,P<0.01),有统计学差异;HATCH评分≥2分组PtfV1明显大于HATCH评分1分组(0.080±0.020 vs.0.045±0.018,P<0.01),有统计学差异。表明以HATCH评分作为预测阵发性房颤向持续性房颤进展的评分系统,房颤进展风险相对较小的患者(HATCH评分1分组和HATCH评分0分组)PtfV1也较小,而房颤进展风险相对较大的患者(HATCH评分≥2分组)PtfV1也较大,这从另外一个方面证明了PtfV1绝对值较大的阵发性房颤患者更容易进展为持续性房颤。
房颤可导致心房有效不应期缩短及传导速度减慢,按照Janse多子波理论提出的“房颤波长=有效不应期×传导速度”可知,房颤可以导致房颤波长缩短;波长越短,心房内所能容纳的子波数目越多。每个子波在其传导过程中或与相近的子波融合,或是分裂、消散,心房的激动和收缩就越紊乱,房颤也就越容易维持,也就更容易向持续性方向进展。心房传导速度的减慢表现在心电图上则为PtfV1绝对值的增大。本研究发现PtfV1为0.07mm/s预测阵发性房颤向持续性房颤进展的敏感性为70%,特异性81.8%,且PtfV1的ROC曲线下面积为0.876(图2-10-4),诊断准确性较高,表明PtfV1在预测阵发性房颤向持续性房颤进展方面具有较高的应用价值。
图2-10-4 PtfV1预测阵发性房颤进展的ROC曲线
本研究有180例非瓣膜性阵发性房颤患者,其中孤立性房颤40例,病理性房颤140例。病理性房颤组首要病因和危险因素是高血压、高血压性心脏病,其次是心肌病、冠心病、慢性心功能不全、既往甲状腺疾病病史(已愈)等,少数伴有慢性阻塞性肺病病史,故病理组HATCH评分明显大于孤立组(1.221±1.067 vs.0,P<0.01)。同样,本研究发现病理性房颤患者的PtfV1也明显大于孤立性房颤(0.053±0.024 vs.0.039±0.020,P<0.01)。既往研究显示各病因导致的病理性房颤,在原有病变的基础上进一步加重了心房重构的程度,而孤立性房颤心房肌一般无明显异常的病理性变化,可能仅与心房肌细胞离子通道的功能异常相关。这就造成了病理性房颤心房重构程度较孤立性房颤更为严重,心电图PtfV1绝对值的变化也就较为明显。
四 PR间期
PR间期代表电激动从窦房结附近心房肌通过房室结传至普肯耶纤维的时间,PR间期延长指PR间期>200毫秒,主要反映了房室结传导的延迟,因此既往普遍认为对于无器质性心脏病者,PR间期延长仅是一种良性改变。但是近期一些研究对此观点提出了挑战,PR间期延长与房颤的发生和进展具有一定相关性。
Framingham心脏病研究发现PR间期延长与房颤相关,同样,芬兰也有研究发现两者的相关性。Cheng等对房颤及PR间期相关的临床研究进行Mata分析,所有研究共包含328 932例研究对象,随访5.7~30年共14 191例发生房颤,通过分析发现,PR间期延长(大于200毫秒)是房颤发生的独立危险因素(其他危险因素包括年龄、性别和高血压)。
PR间期延长与房颤相关性的机制可能包括以下几点。
1.PR间期延长可能与房颤具有相似的基因学背景,钠离子电压门控通道的相关基因位点和心脏发育相关基因与PR间期相关,而这些基因中多数也与房颤相关。一项欧洲人群中的全基因组关联分析发现了与PR间期相关的基因位点,这些位点中位于CAV1基因的内含子、TBX5基因的内含子位点在房颤中验证也呈现了显著性;另外一项欧洲人群全基因组关联分析也有类似的发现,与PR间期相关且位于SCN5A、SCN10A、NKX2-5基因位点,在房颤中显示了相关性。也有研究发现位于4q25染色体的房颤相关基因rs220072同样与PR间期相关。
2.PR间期受自主神经调节影响明显,其延长可能是心脏自主神经功能异常的表现,而交感神经和迷走神经的相互作用在房颤的发生和进展中具有重要作用。
3.PR间期延长是心房电重构和结构重构的一种表现,也反映了心房激动传导时间延长,而这些都是房颤发生及进展的重要因素。Park等对576例房颤患者PR间期及其他临床参数分析后发现,随着PR间期的延长,左房增大,左心耳排空速度和左房电压下降(图2-10-5),并且PR间期延长者持续性房颤所占比例较未延长者更大。另外,PR间期的延长导致二尖瓣关闭不全和延迟关闭,尤其是当PR间期大于230毫秒时,症状更易出现,这种房室不同步同样可能参与了房颤的发生发展。但是,目前PR间期延长与房颤关联的本质并未完全明确,还有待进一步研究。
图2-10-5 左房参数的比较
根据576例患者的PR间期四分位数,将患者分为4组(Q1、Q2、Q3、Q4),各组间左房内径、左房容积指数、左房电压、左心耳排空速度的比较
持续性房颤在并发症的发生率方面明显高于阵发性房颤,尤其是脑卒中的发生率,并且阵发性房颤和持续性房颤在治疗、预后上存在着显著的差异,因此阐明阵发性房颤的进展情况,尤其是评估及预测阵发性房颤的进展对指导临床具有重要意义。心电图P波指标作为评估心房电生理特点的重要工具,在评估房颤基质及预测阵发性房颤转归方面具有独特的优势。但目前研究主要集中在P波指标与房颤关联的“面上”,而此关联的本质还有待进一步研究深入。
(张树龙 孙源君)
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