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左心室辅助装置对晚期扩张型心肌病患者心脏电生理影响

2024-01-15 53 上传者：管理员

摘要：目的:探讨晚期扩张型心肌病患者行左心室辅助装置(left ventricular assist device, LVAD)植入术后心脏电生理的变化。方法:回顾性分析2018年5月—2023年3月于我院接受LVAD植入术的16例晚期扩张型心肌病患者的临床资料。比较术前、术后1 d以及术后1个月体表同步12导联心电图的变化。结果:LVAD植入术后1 d,肢体同步12导联心电图的QRS波群持续时间从(146.6±39.8) ms减少到(133.9±35.3) ms(P<0.05),绝对QT间期持续时间从(412.6±59.6) ms增加到(429.8±52.7) ms(P<0.05),心率校正QT间期(QTc)持续时间从(491.7±37.2) ms增加到(507.8±34.4) ms(P<0.05)。LVAD植入术1个月以后，QT间期持续时间从(429.8±52.7) ms减少到(383.3±44.4) ms, QTc持续时间从(507.8±34.4) ms减少到(468.7±29.3) ms(均P<0.05)。结论:LVAD植入后急性左心室卸负荷使QRS波持续时间减少，QTc间期持续时间增加。LVAD植入后延迟出现的QTc时间减少可能与心脏持续卸负荷期间的电生理逆向重构有关。

关键词：
人工心脏
左心室辅助装置
心力衰竭
心电图
扩张型心肌病
终末期
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扩张型心肌病(dilated cardiomyopathy, DCM)是导致心力衰竭的主要原因之一，2022年的流行病学调查结果显示，我国DCM的患病率为19/10万，严重影响了我国居民的健康[1]。DCM进展过程的病理生理特征表现为心肌细胞肥大、心室重构及扩张、收缩和舒张功能受损以及肾上腺能激素的反应性变化等[2]。DCM心肌细胞的电生理变化包括动作电位延长、复极化过程延缓、传导速度降低以及兴奋-收缩偶联的紊乱[3]。因为体表心电图上QT间期代表了心室除极和复极的持续时间，所以许多晚期DCM患者心电图表现出QT间期延长。近年来国产第3代左心室辅助装置(left ventricular assist device, LVAD)的出现为DCM提供了一种新的外科治疗策略。LVAD植入后持续的心脏卸负荷可以逆转心肌的结构和功能重塑，因此推测LVAD对心脏电生理具有同样相关影响[4]。本研究旨在探讨国产LVAD的植入对晚期DCM患者心脏电生理的影响，为LVAD植入后促进心脏电生理功能恢复提供参考。

1、对象与方法

1.1纳入与排除标准

选取2018年5月—2023年3月我院收治的接受LVAD植入术的DCM患者16例。纳入标准：纽约心脏病协会(NYHA)心功能分级Ⅳ级，且经积极内科治疗仍无法逆转病情进展；年龄≥14岁，不存在外科手术禁忌因素；经术前综合评估，接受择期国产LVAD植入术，术后能遵医嘱接受定期复查及随访。排除标准：具有心房颤动(房颤)或心房扑动(房扑)心律；术前肝肾等终末器官或多器官功能衰竭；二次心脏手术。本研究已通过阜外华中心血管病医院科研与新技术新业务伦理委员会审查。

1.2临床资料及心电图收集

收集并记录LVAD植入患者基本资料、LVAD类型、术前是否存在传导阻滞、术前抗心律失常药物使用情况。同时使用经胸超声心动图测量LVAD植入术前及术后1 d左心室射血分数(left ventricular ejection fraction, LVEF)、肺动脉收缩压(pulmonary arterial systolic pressure, sPAP)、左心室舒张末期内径(left ventricular end-diastolic diameter, LVEDd)等资料。分别于术前、术后1 d及术后1个月收集LVAD患者的12导联心电图数据，包括心率、PR间期、QRS波持续时间、QT间期等。心电图走纸速度为25 mm/s,定标电压为10 mm/V。根据2019年《心电图测量技术指南》,PR间期定义为12导联心电图记录中最早的P波起始点和最早的QRS波群起始点之间的时限；QRS波群定义为12导联最早的QRS波群起始点至最晚QRS波群终点的时限；QT间期定义为12导联最早的QRS波群起点至最晚的T波终点之间的时限[5]。根据Bazett公式计算心率校正QT间期(QTc),即QTc=QT/(R-R)0.5,R-R=60/心率。

1.3统计学处理

采用SPSS 25.0对数据进行处理和分析。符合正态分布的计量资料以

表示，两组间比较采用配对资料t检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2、结果

2.1临床基本资料比较

16例患者中，男13例(81%),女3例(19%),年龄(45.6±15.1)岁。所有病例均为DCM致终末期心力衰竭，合并肺动脉高压10例，左束支传导阻滞(LBBB)2例，右束支传导阻滞(RBBB)1例。术前有7例患者服用美托洛尔，4例服用伊伐布雷定，1例服用胺碘酮。1例患者植入永仁心LVAD,2例植入CF-VAD LVAD,13例植入corheart6 LVAD。患者术前基本资料见表1。

2.2超声心动图资料比较

与术前相比，LVAD植入术1 d后患者的sPAP显著下降[(38.4±13.9) mmHg vs (23.0±5.4) mmHg],LVEDd显著下降[(78.9±12.1) mm vs (69.9±9.3) mm],LVEF显著上升[(23.6±5.4)% vs (27.9±5.2)%](均P<0.01)。

2.3心电图资料比较

LVAD植入后1 d,心电图发生了急性变化，QRS波群持续时间减少，绝对QT间期持续时间及QTc持续时间增加(表2)。LVAD植入后1个月，心电图与术后1 d相比，QT间期及QTc间期显著下降，余指标均差异无统计学意义(表3)。

3、讨论

本研究纳入的病例均植入国产第3代悬浮离心LVAD泵，其以液力悬浮或磁悬浮技术为基础，将血液从左心室引出，通过LVAD泵提供的动力输送至主动脉，从而减轻左心室负荷，达到机械循环辅助支持的目的[6]。LVAD植入后可在短时间内改善患者的血流动力学，改善患者预后。本研究的主要发现为晚期DCM患者心脏电生理在LVAD植入后不同时间点的逆向变化。

表1 LVAD植入前患者基本资料

表2 LVAD植入前与术后1 d心电图变化

表3 LVAD植入术后1 d与术后1个月心电图变化

LVAD植入后sPAP、LVEDd均急性下降，LVEF上升，这与先前国内的报道一致，表明LVAD植入后有效地卸载了左心室的负荷[7]。LVAD植入后心电图出现的QRS波群持续时间减少及QT间期和QTc持续时间增加与Sisti等[8]和Guirguis等[9]的研究一致，说明了心脏急性负荷减轻对心脏除极和复极时程的影响。QRS波群代表了左右心室及室间隔的除极时间，QRS波群持续时间减少说明心脏除极加快。既往研究表明，衰竭心脏中钠离子通道的减少以及间隙连接蛋白Cx43的减少会减慢动作电位传导速度，这与本研究观察到的现象不一致[10,11]。而在LVAD植入后早期即可观察到左心室的缩小，因此QRS波群持续时间的减少更可能是传导距离的缩小而不是传导速度的影响。LVAD植入后早期QT间期及QTc间期时间的增加提示心脏复极过程减慢，这可能是传导过程或心肌动作电位持续时间延长导致的。有研究表明，LVAD植入后对心室的卸负荷可以增加QTc的持续时间[12]。Kaki等[13]的研究同样说明了急性心室壁减压会增加QT间期持续时间。

由于QRS波群持续时间的减少，早期QT间期及QTc间期的增加更可能是心肌复极化时间延长、动作电位持续时间急性增加的缘故。动作电位持续时间的延长可能与平台期的离子电流变化有关，有多种可能的机制解释。LVAD植入后左心室的急性卸负荷和缩小导致心肌前负荷降低，心肌细胞被拉伸程度降低，肌节缩短。肌节的缩短会降低肌球蛋白的被动张力，从而降低肌丝对Ca2+的敏感度，因此胞质内需要更高浓度的Ca2+才能与肌丝充分结合[14]。而胞质内增加的游离Ca2+主要依靠细胞膜上的钠钙交换体来排出，在排出一个Ca2+的同时转入3个Na+,从而形成了一股内向电流，延长了心肌细胞的动作电位时间[15]。此外，DCM的心肌细胞可以形成一种容积调控阴离子通道(volume-regulated anion channels,VRACs)[16]。细胞膨胀或机械扩张时会造成细胞膜内陷和折叠的展开，促进α-肌动蛋白-4(α-actinin-4,ACTN4)与细胞膜的融合，通过蛋白质之间的相互作用激活VRACs,进而增加Cl的内流形成一股外向整流电流，缩短动作电位持续时间。LVAD植入后心室立即缩小，心肌细胞受牵拉程度降低可能增加细胞膜内陷并促使这些通道部分失活，进而引起动作电位持续时间的急性增加，延缓了心脏的复极过程[17]。心脏复极时间的增加也在一定程度上解释了LVAD植入后早期易发生心律失常[18]。本组研究对象在LVAD植入术后早期均未发生恶性室性心律失常。

国内阜外医院施怡声等[19]的研究证实，在LVAD植入1个月后，患者的LVEDd持续减小，sPAP也持续降低，说明LVAD对心脏有持续卸负荷的效应。与术后即刻心电图的变化相反，LVAD植入1个月后心电图出现了QT间期及QTc间期持续时间的明显减少，说明在LVAD的长时间作用下心脏的复极化过程加快。既往体外实验表明，LVAD持续支持下的心肌细胞动作电位持续时间减少[20]。由于动作电位持续时间的增加是衰竭心脏中心肌细胞的特征性异常，因此LVAD支持下出现的QTc间期时间的减少和动作电位持续时间的减少反映了衰竭心脏中发生了电生理的逆转重构[10]。然而，LVAD支持对心脏结构和功能的逆转重构多发生在术后的前6个月甚至是前1个月之内[21]。因此LVAD对心脏电生理远期逆转重构效果仍需进一步研究。

LVAD持续支持期间QTc间期和动作电位持续时间的减少有多种潜在益处。DCM中心肌细胞动作电位持续时间的增加会激活异常的兴奋-收缩偶连机制，破坏心肌细胞的收缩及舒张的协调[3]。动作电位持续时间的减少有助于改善细胞收缩与舒张的周期，这可能是改善整个心脏的收缩与舒张功能的潜在机制之一。此外，动作电位持续时间的减少以及肌质网中Ca2+浓度增加，诱导了心肌细胞中具有处理Ca2+重要作用的蛋白质的水平、活性和基因表达发生改变，促进衰竭心脏在分子水平上的逆转重构[22]。室性心律失常是DCM患者的主要死亡原因之一，而较长的QTc间期会增加心律失常及猝死的风险[23,24]。据报道，室性心律失常最常发生在LVAD植入术后早期，并在LVAD植入术后几周到几个月内发生率逐渐下降[12]。LVAD植入后早期的QT间期延长可能与室性心律失常的发生率增加3倍相关，而随后的电生理重构则降低了室性心律失常的发生率[25]。因此LVAD持续支持引起的QTc间期和动作电位持续时间的减少可以降低自发性室性心律失常的风险，改善患者的预后。

既往评估LVAD植入后的心功能恢复情况主要依据超声心动图的测量数据。由于QTc间期与心脏复极化时间的平行变化关系，体表心电图有可能成为一种简易评估心脏恢复情况的工具，为临床治疗决策的制定提供新的参考。

本研究存在一定的局限性：为单中心回顾性研究，有待后续多中心、大样本量、随访时间更长的临床研究进一步探讨体表心电图在LVAD植入术的应用价值。

综上所述，LVAD植入后急性左心室卸负荷使QRS波群持续时间减少，QTc间期持续时间增加。LVAD植入后延迟出现的QTc时间减少可能与衰竭心脏持续卸负荷期间的电生理逆向重构有关。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突

参考文献:

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基金资助:河南省医学科技攻关计划项目(No:SBGJ202101005);河南省医学科技攻关计划联合共建项目(No:LHGJ20220111);