彭 珽 吳秀勤 繆汝佳 王建剛*

（1、中南大學(xué)湘雅三醫(yī)院，湖南 長(zhǎng)沙 410013；2、中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院，廣東 廣州 510080）

2020 年12 月，美國(guó)心臟病學(xué)會(huì)雜志（JACC）發(fā)表了一項(xiàng)關(guān)于全球心血管疾病和危險(xiǎn)因素負(fù)擔(dān)的權(quán)威報(bào)道。此項(xiàng)研究由WHO 全球疾病負(fù)擔(dān)研究中心（GBD）聯(lián)合美國(guó)國(guó)家心臟、呼吸和血液學(xué)研究所（NHLBI）共同發(fā)表，對(duì)1990-2019 年204 個(gè)國(guó)家的人口健康狀況進(jìn)行了評(píng)估。結(jié)果顯示，心血管疾病患患者數(shù)從2.71 億增加到5.23 億，增長(zhǎng)率為92.99%；心血管疾病死亡人數(shù)從1210 萬增至1860萬，全球心血管疾病致死率居疾病死亡首位。其中，中國(guó)人群心血管疾病的病死率最高[1]。冠心病是我國(guó)心血管疾病發(fā)病率排名第二的疾病，根據(jù)《中國(guó)衛(wèi)生健康統(tǒng)計(jì)年鑒2019》，2018 年我國(guó)城市居民冠心病死亡率為120.18/10 萬，農(nóng)村居民冠心病死亡率為128.24/10 萬。2002-2018 年急性心肌梗死死亡率總體呈上升態(tài)勢(shì)，從2005 年開始，急性心肌梗死死亡率呈快速上升趨勢(shì)[2]，我國(guó)每年有近80-120萬人因?yàn)樾墓ｂ朗ド?。其中?5%的這類事件發(fā)生于院外，是院內(nèi)的2.61 倍[3]?？梢?，研究冠心病的早期診斷對(duì)于預(yù)防心肌梗死、提高生活質(zhì)量具有重要價(jià)值。

目前研究認(rèn)為，冠狀動(dòng)脈粥樣硬化導(dǎo)致冠狀動(dòng)脈狹窄，繼而誘發(fā)心肌缺血，最終引起急慢性心肌梗死。在進(jìn)展到心肌梗死前心肌會(huì)經(jīng)歷一個(gè)缺血過程，如能在此階段及時(shí)發(fā)現(xiàn)病例并實(shí)施干預(yù)，將可能延緩缺血型心臟疾病進(jìn)展速度。然而，冠心病患者中無癥狀心肌缺血的比例顯著高于有癥狀心肌缺血者[4]，隱匿性冠心病患者并無心絞痛等心肌缺血的相關(guān)癥狀，但存在冠狀動(dòng)脈病變、心肌血流灌注集代謝異常和心電圖異常等心肌缺血的客觀證據(jù)。這種缺乏相應(yīng)臨床癥狀的隱匿性特點(diǎn)，容易導(dǎo)致漏診從而延誤最佳治療時(shí)機(jī)，從而影響患者預(yù)后[5]。雖然疾病早期對(duì)患者生活影響較輕，但如果對(duì)其不予以重視任其發(fā)展，最終可導(dǎo)致心絞痛甚至心肌梗死的發(fā)生、促使患者心肌發(fā)生永久性的不可逆性損傷，嚴(yán)重危及患者軀體健康和生命安全。早期診斷無癥狀性心肌缺血是及時(shí)治療冠心病的重要基礎(chǔ)，可降低患者心臟事件的風(fēng)險(xiǎn)并改善預(yù)后，因此，提高心肌缺血檢測(cè)的敏感性、特異性，實(shí)現(xiàn)早期預(yù)警心肌梗死迫在眉睫。

目前，冠心病的心電篩查存在著不足之處，癥狀發(fā)作時(shí)的心電圖動(dòng)態(tài)變化難以被抓取，靜息心電圖診斷效率太低，而通過運(yùn)動(dòng)平板ST 段改變是目前臨床用以初篩冠心病的主要檢查方法，但其敏感性和特異性離精確診斷均有較大差距[6]。此外，隨著社會(huì)老齡化的進(jìn)展接受運(yùn)動(dòng)平板檢查的患者中高齡患者占比增高，很難達(dá)到85%的最大預(yù)測(cè)心率而影響檢測(cè)準(zhǔn)確性。對(duì)于冠脈CTA、冠狀動(dòng)脈造影、心肌灌注成像等影像學(xué)檢查不適用于人群普篩。因此，臨床亟需具有無創(chuàng)性、靈敏度高、特異性強(qiáng)的檢測(cè)手段。高頻QRS 分析是一種補(bǔ)充運(yùn)動(dòng)平板ST 段評(píng)估的新型工具。在負(fù)荷試驗(yàn)期間實(shí)時(shí)記錄高分辨率的12 導(dǎo)聯(lián)ECG，并在150-250 Hz 頻率范圍內(nèi)對(duì)心電圖數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過分析QRS 波群中心部分存在的高頻成分，為常規(guī)心電圖診斷提供附加信息，以更敏感、精準(zhǔn)地捕捉心肌缺血的狀態(tài)，為實(shí)現(xiàn)心梗早預(yù)警、早防患、早干預(yù)治療提供了可能。

1 高頻QRS 分析的原理

QRS 波群反映心室肌除極的電位變化。標(biāo)準(zhǔn)ECG 使用濾波來評(píng)估頻率為0.05-100 Hz 的波形，這些波形的振幅以毫伏（mV）為單位。正常人QRS波群時(shí)間不超過0.11 s，多數(shù)在0.06-0.10 s 之間，6個(gè)肢體導(dǎo)聯(lián)的QRS 波群振幅（正向波與負(fù)向波振幅絕對(duì)值相加）一般不小于0.5 mV，6 個(gè)胸導(dǎo)聯(lián)的振幅一般不小于0.8 mV[7]，這樣的波形稱為低頻、高振幅。相反，高頻、低振幅波形也發(fā)生在心室去極化，即為高頻QRS（high frequency QRS，HFQRS）波形，振幅大約小100 倍，因此以微伏（μV）為單位進(jìn)行測(cè)量。如果以高采樣速率（1000 Hz）獲得ECG，以及使用濾波器將150-250 Hz 高頻波形以外的信號(hào)降至最低，則可以測(cè)量HFQRS 波形。在去極化過程中，心肌通過肌細(xì)胞間的傳導(dǎo)被激活，并通過廣泛分支的浦肯野纖維擴(kuò)散開來，產(chǎn)生大量的心肌激活點(diǎn)，形成具有大量HFQRS 信號(hào)的去極化波前。當(dāng)部分心肌細(xì)胞缺血缺氧時(shí)，心電信號(hào)的傳遞就會(huì)減慢甚至中斷，隨著去極化向缺血區(qū)傳遞，高頻波形的振幅減小。

因此，使用高頻QRS 成分的自動(dòng)分析來檢測(cè)運(yùn)動(dòng)過程中去極化的變化，包括切跡、扭挫和頓結(jié)等[8]，可以識(shí)別心肌缺血。而傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)心電圖是通過分析復(fù)極相的ST 段改變，對(duì)識(shí)別冠心病和缺血的敏感性差[9]。由于高頻QRS 信號(hào)的振幅非常低，故最終需要高級(jí)信號(hào)處理來提取和解釋嵌入其中的有價(jià)值的生理信息。

現(xiàn)國(guó)外的相關(guān)應(yīng)用以以色列BSP 公司開發(fā)的HyperQ 軟件自動(dòng)分析為主，如圖1 所示的自動(dòng)算法進(jìn)行，該分析為瞬時(shí)性的，并在負(fù)荷試驗(yàn)期間實(shí)時(shí)執(zhí)行。簡(jiǎn)而言之，在整個(gè)過程中連續(xù)記錄了高分辨率的12 導(dǎo)聯(lián)ECG。對(duì)每個(gè)導(dǎo)聯(lián)中QRS 波群進(jìn)行平均，直至噪聲電平＜1 μV，以獲得高信噪比、排除噪聲和異位心博，并計(jì)算信號(hào)平均QRS。每個(gè)有效的平均QRS 波群在150-250 Hz 帶內(nèi)通過帶通數(shù)字濾波器進(jìn)行濾波。實(shí)時(shí)導(dǎo)出所得HFQRS 信號(hào)的均方根，隨時(shí)間繪制在所有12 個(gè)導(dǎo)聯(lián)上，并在整個(gè)過程中進(jìn)行分析。根據(jù)默認(rèn)配置，將具有足夠信號(hào)質(zhì)量的單個(gè)導(dǎo)聯(lián)的缺血定義為：HFQRS 均方根信號(hào)最大值與最小值之間絕對(duì)減少≥1 μV 以及相對(duì)減少≥50%。若有3 條及以上導(dǎo)聯(lián)受到影響，將HFQRS 析視為陽性；有兩條或以下導(dǎo)聯(lián)用于指示高頻QRS 缺血或噪聲過大的患者被認(rèn)為具有陰性結(jié)果；若HFQRS 分析沒有顯示缺血，并且3 條及以上導(dǎo)聯(lián)顯示過高的噪聲水平，則HFQRS 分析被認(rèn)為是非診斷性的。

圖1 高頻QRS 分析的示意流程圖

2 高頻QRS 分析在心肌缺血診斷中的應(yīng)用

半個(gè)多世紀(jì)以來，運(yùn)動(dòng)平板一直是臨床用于評(píng)估心肌缺血的主要檢查手段，1989 年Detrano 等[10]基于對(duì)過去24 年進(jìn)行的147 項(xiàng)研究進(jìn)行薈萃分析，估計(jì)運(yùn)動(dòng)測(cè)試的敏感性和特異性分別為68%和77%，然而，有更多的研究提示[11，12]在疾病早期不太嚴(yán)重時(shí)檢測(cè)率更低，這使得臨床醫(yī)生更加依靠運(yùn)動(dòng)核素心肌灌注成像檢查（SPECT-MPI）和侵入性血管造影等影像學(xué)檢查以提高診斷精準(zhǔn)度。因此，我們需要探索出一種更為精準(zhǔn)、高效、無創(chuàng)的心電診斷方式。早在50 年代初期，Langner（1952 年）首先發(fā)表了將心電圖上高頻切跡與心臟病理學(xué)相聯(lián)系的 文 章[13]。此 后，Langner 等[14，15]進(jìn) 一 步 研 究 發(fā) 現(xiàn)ECG 中高頻成分與冠心病相關(guān)。Reynolds 等人（1967 年）研究了高頻切跡心電圖與原發(fā)心肌病的相互關(guān)系[16]。國(guó)內(nèi)70 年代中期先后開展了高頻心電圖臨床應(yīng)用研究，朱衛(wèi)平和王樹春等人通過對(duì)比高頻心電圖與選擇性冠狀動(dòng)脈造影在冠心病診斷中的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)高頻心電圖與冠心病的診斷中符合率較高，敏感性可達(dá)90%以上，臨床實(shí)用價(jià)值明顯優(yōu)于常規(guī)心電圖和運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)。1981 年初步研究表明[17]，在運(yùn)動(dòng)應(yīng)激時(shí)進(jìn)行高頻QRS 分析可以提高應(yīng)激心電圖診斷冠心病的準(zhǔn)確性。當(dāng)患者的心臟發(fā)生缺血時(shí)，一個(gè)緩慢的去極化波陣面導(dǎo)致非缺血組織中正常的高頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為一個(gè)低頻信號(hào)，這個(gè)低頻信號(hào)被捕獲，然后在計(jì)算機(jī)模型中進(jìn)行模擬[18，19]?；谝幌盗醒芯?，從20 世紀(jì)80 年代初開始，HFQRS 分析被認(rèn)為是各種冠狀動(dòng)脈疾?。òㄐ募∪毖托募」Ｋ溃┑闹匾獙?shí)時(shí)和非侵入性指標(biāo)[20]。急性缺血的高頻QRS 成分顯著變化定義為至少一個(gè)導(dǎo)聯(lián)平均高頻QRS 波幅的均方根相對(duì)下降20%或絕對(duì)下降0.6 μV[21]。高頻QRS 波幅和形態(tài)學(xué)的變化已被證明是心肌缺血診斷的敏感指標(biāo)，通常優(yōu)于ST-T 段改變的測(cè)量[8]。研究者還發(fā)現(xiàn)高頻心電圖在鑒別早期肥厚性心肌病和心內(nèi)膜下心肌梗塞方面也有一定參考價(jià)值。他們也研究了中老年冠心病臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)其特異性和敏感性均在90%以上，表明高頻心電圖可以作為冠心病早期診斷的輔助手段[22]。

運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)的臨床研究[19]一致表明，高頻QRS 分析在檢測(cè)缺血方面具有更高診斷價(jià)值。高頻QRS分析的平均靈敏度為（75±6）%，特異度為（80±6）%，而ST 段分析的平均靈敏度為（48±16）%，特異度為（70±15）%。該研究對(duì)在急性心肌缺血患者中的高頻QRS 模式進(jìn)行了描述和量化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)急性冠脈綜合征（ACS）患者的高頻QRS 形態(tài)指數(shù)高于非缺血性患者，且對(duì)無ST 段抬高的患者敏感性較好。

2016-2018 年，在Nicolas Schaerli 教授等團(tuán)隊(duì)帶領(lǐng)下，在瑞士巴塞爾醫(yī)院、德國(guó)漢堡大學(xué)醫(yī)院、Schiller 研究所等進(jìn)行了一項(xiàng)前瞻性研究[23]，4219 名心臟病患者接受了運(yùn)動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)并進(jìn)行了高頻QRS 分析，通過篩選最終納入的662 名受試者的測(cè)試結(jié)果，進(jìn)行兩年期臨床跟蹤，通過篩選最終納入的662 名受試者的測(cè)試結(jié)果，發(fā)現(xiàn)相較于既往僅通過ST 段改變來檢測(cè)是否有心肌缺血，高頻QRS 分析結(jié)合ST 段偏差分析可使敏感性增加到63%，特異性增加到97%。對(duì)于嚴(yán)重心肌缺血的診斷，敏感性由70%增加到90%，特異性從84%增加到94%，這有益于提高心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)的診斷準(zhǔn)確性，而且高頻QRS 分析是2 年后不良心臟事件發(fā)生的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。Balfour 等[24]通過對(duì)257 名符合條件的患者進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)核素心肌灌注顯像檢查，并結(jié)合高頻QRS 分析，研究發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷心電圖結(jié)合高頻QRS分析可準(zhǔn)確識(shí)別出實(shí)質(zhì)存在的心肌缺血，診斷準(zhǔn)確率高，可使50%患者免于血管造影檢查。

對(duì)于臨床容易忽視的隱匿性心絞痛患者的診斷，HFQRS 分析顯示出更大的優(yōu)勢(shì)，可以促進(jìn)胸痛患者的正確分診，減少心臟事件的發(fā)生。Galante 等[25]的一項(xiàng)前瞻性研究旨在評(píng)價(jià)HFQRS 分析在疑似急性冠脈綜合征患者中的診斷性能，該研究納入因胸痛和疑似冠脈綜合征到急診就診的235 名患者，結(jié)果提示在ST 段抬高型心肌梗死的診斷中，傳統(tǒng)的心電圖更明了，但在非ST 段抬高的急性冠脈綜合征（NSTE ACS）中HFQRS 分析缺血的靈敏度為68%，而心電圖的靈敏度為44%，特別是在不穩(wěn)定心絞痛的類別中，HFQRS 的靈敏度為65%，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)心電圖。

高頻QRS 分析對(duì)疾病預(yù)后、追蹤隨訪也有極其重要的指導(dǎo)作用。Tragardh 等[26]研究調(diào)查急性心肌梗死后第一年HFQRS 的連續(xù)變化，在急性心肌梗死后的一年中（幾天、6 周后和3、6 和12 個(gè)月后）記錄了五次常規(guī)和高頻心電圖，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在個(gè)體內(nèi)部和個(gè)體間HFQRS 都有巨大差異。Matsushita等[27]對(duì)70 名接受了冠狀動(dòng)脈旁路移植或心臟瓣膜手術(shù)的患者進(jìn)行高頻QRS 分析旨在評(píng)估高頻QRS電位作為心臟手術(shù)后心肌功能障礙標(biāo)志物的效用，研究結(jié)果提示濾過的高頻QRS 電位的嚴(yán)重降低與心肌功能障礙有關(guān)。過濾后的高頻QRS 電位的測(cè)量可能成為一種有用的、無創(chuàng)的、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)手術(shù)后心肌功能障礙的方法。

3 結(jié) 論

高頻QRS 分析是一項(xiàng)新的分析心肌缺血的工具，其敏感性與特異性均高于普通心電圖，是預(yù)警心肌缺血的一項(xiàng)技術(shù)，對(duì)預(yù)后也有極其重要的指導(dǎo)作用。除此之外，高頻QRS 可以對(duì)日間非心臟手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、心臟性猝死預(yù)警與評(píng)估、心肺功能與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，避免不必要的醫(yī)療隱患。目前，中國(guó)人群缺乏相關(guān)臨床研究，尤其是大規(guī)模研究；其次，對(duì)標(biāo)ST 段診斷標(biāo)準(zhǔn)之于現(xiàn)階段運(yùn)動(dòng)平板對(duì)心肌缺血診斷，還需要對(duì)高頻QRS 波診斷心肌缺血的標(biāo)準(zhǔn)制訂進(jìn)行探討。