孫慧娜，唐發(fā)寬，黃驍，王洪葉，陶耀兵

心肌細(xì)胞激動(dòng)時(shí)因離子跨膜運(yùn)動(dòng)，可產(chǎn)生微弱的電流，心電圖可測(cè)量電流在體表形成的電勢(shì)差信號(hào)并記錄分析，被廣泛應(yīng)用于心血管疾病的臨床診斷。這些電流在體內(nèi)可以產(chǎn)生非常微弱（0.1～100pT）的磁場(chǎng)，靠以往技術(shù)難以檢測(cè)和記錄，因而目前對(duì)于心電磁場(chǎng)在心血管疾病中的變化及其臨床意義的研究尚少。近些年來(lái)，隨著心磁圖（magnetocardiography，MCG）的出現(xiàn)，心電磁場(chǎng)的變化及在心血管疾病中的臨床應(yīng)用日益受到研究者的重視，成為研究熱點(diǎn)。目前，心磁圖的研究主要集中在心肌缺血、心律失常、心功能不全等的診斷及病情評(píng)估方面。本文就心磁圖在心血管疾病中的臨床應(yīng)用及研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 心磁圖原理及檢查方法

心磁圖系統(tǒng)主要包括超導(dǎo)量子干涉裝置（superconducting quantum interference device，SQUID）傳感器及其電子學(xué)系統(tǒng)、無(wú)磁移動(dòng)床、電磁屏蔽室（根據(jù)測(cè)量系統(tǒng)的特點(diǎn)，有的系統(tǒng)需配備屏蔽措施來(lái)獲得更好的測(cè)量效果）和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)。被測(cè)對(duì)象（人體）平躺在無(wú)磁移動(dòng)床上，杜瓦懸掛在屏蔽室中央位于人體前胸正上方，杜瓦的高度可通過(guò)旋轉(zhuǎn)懸掛支架調(diào)節(jié)，SQUID要盡可能地靠近杜瓦底部以縮短與前胸之間的距離。其他的室溫電子學(xué)設(shè)備，包括SQUID 控制器、示波器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等均位于屏蔽室外。目前國(guó)際上使用的心磁圖儀主要包括：美國(guó)CardioMag Imaging公司生產(chǎn)的CMI-2409型9通道心磁圖儀，德國(guó)SQUID公司生產(chǎn)的MCG7心磁圖儀，日本（株）日立高新技術(shù)生產(chǎn)的MC-6400心磁圖儀和意大利AtB公司生產(chǎn)的ARGOS-50型心磁圖儀。另外，北京大學(xué)物理學(xué)院完全自主開(kāi)發(fā)研制的四通高溫超導(dǎo)心磁圖也已經(jīng)進(jìn)行了一系列的臨床及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。由于不同儀器間差異較大，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)各有不同，心磁圖應(yīng)用及分析方法尚未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

2 心磁圖的主要臨床應(yīng)用

2.1 冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病 18導(dǎo)聯(lián)心電圖和運(yùn)動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)是目前診斷冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病（冠心?。┑闹饕獰o(wú)創(chuàng)技術(shù)，其主要表現(xiàn)為ST段的偏移和T波形態(tài)的改變，診斷的敏感度和特異度均不盡如人意。心磁圖作為一種無(wú)創(chuàng)、非接觸性的檢查方法，對(duì)于心肌缺血的診斷有重要的應(yīng)用價(jià)值。心磁圖儀可以檢測(cè)到微弱的心磁場(chǎng)，通過(guò)生成相應(yīng)的心肌電流分布圖，反映其組織損傷程度。由于心磁圖儀工作時(shí)不接觸人體，因而不受人體阻抗及干擾電流的影響。盡管大量研究提示，心磁圖可以被用于冠心病的診斷，但不同實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的診斷指標(biāo)不盡相同。Kandori等應(yīng)用64通道心磁圖儀對(duì)869人心磁圖進(jìn)行描記，包括PQ、QRS、QT間期等時(shí)間間期指標(biāo)和各波群最大電流向量、總電流向量等電流分布指標(biāo)，構(gòu)建正常人心磁圖標(biāo)準(zhǔn)[1]，并建立心磁圖標(biāo)準(zhǔn)波形模版[2]，這為心磁圖儀在臨床上進(jìn)一步分析、診斷應(yīng)用打下基礎(chǔ)。研究顯示，冠心病患者心磁圖ST-T波形與正常者相比存在異常，利用心磁圖的這些特點(diǎn)診斷冠心病具有很高的靈敏度[3-6]。Wu等[7]應(yīng)用64通道心磁圖對(duì)75例疑診冠心病患者進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，冠心病患者QT曲線離散度和曲線平滑指數(shù)（smoothness index of QT(c)，SIQT(c)）較正常者增加，提示心磁圖的診斷價(jià)值。另有國(guó)內(nèi)學(xué)者提出，應(yīng)用4通道心磁圖分析等磁場(chǎng)線和磁場(chǎng)極圈面積比，可以有效區(qū)分冠心病患者和正常者，其靈敏度71.4%，特異度72.0%[8]。Steinisch等[9]基于電磁信號(hào)熵，研究出一種自動(dòng)分類系統(tǒng)，可用于冠狀動(dòng)脈疾病的早期診斷。楊靜等[10]應(yīng)用北京大學(xué)物理學(xué)院自主研制的四通道HG-MCG，對(duì)84例因“胸痛、胸悶”入院的患者進(jìn)行評(píng)估，定量指標(biāo)為：平均分級(jí)（ACTM）和異常磁圖比率（RAM）。結(jié)果：53例冠心病患者中，MCG出現(xiàn)異常改變的患者為44 例（83.0%），ECG出現(xiàn)心肌缺血改變的患者24例（45.3%），超聲心動(dòng)圖檢出節(jié)段性室壁運(yùn)動(dòng)異常的患者21例（39.6%）。提示心磁圖對(duì)冠心病診斷的價(jià)值，該心磁圖能檢測(cè)及定位急性心肌梗死時(shí)的心肌缺血、負(fù)荷實(shí)驗(yàn)引起的心肌缺血及慢性缺血，且準(zhǔn)確度在無(wú)創(chuàng)檢查中的價(jià)值較高。但是對(duì)缺血心肌區(qū)域的確切定量及定位還有待進(jìn)一步研究，須依賴高質(zhì)量的三維成像及精確的個(gè)體軀干模型的結(jié)合。

2.2 房性心律失常 早在上世紀(jì)90年Ribeiro等[11]將心磁圖用于兔房撲及房顫折返電流的檢測(cè)。心磁圖可以反映心臟電流的三維信息，Nakai等[12]通過(guò)64通道心磁圖構(gòu)建房顫及房撲患者心臟電流的三維電流圖，對(duì)心房顫動(dòng)（房顫）及心房撲動(dòng)（房撲）下傳的通路進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)房撲患者存在逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的電流，而房顫患者存在無(wú)序的微折返現(xiàn)象。Koskinen等[13]對(duì)陣發(fā)性孤立性房顫患者心房復(fù)極信號(hào)進(jìn)行研究，結(jié)果顯示心磁圖檢測(cè)心房復(fù)極信號(hào)的可重復(fù)性優(yōu)于信號(hào)平均心電圖（signal-averaged ECG，SAECG），其重復(fù)性在房顫患者及正常人中無(wú)明顯差異。目前應(yīng)用于房顫研究的心磁圖指標(biāo)主要包括P波時(shí)程（P-wave duration，Pd）、Pd離散度、心房波群后40秒波幅的均方根（root mean square amplitudes of the last 40 ms，RMS40）和電流密度。Jurkko等[14]的研究顯示局灶性房顫患者Pd較正常人延長(zhǎng)，而RMS40無(wú)明顯異常，而非局灶性的房顫者Pd與正常人無(wú)明顯差異，而RMS40明顯延長(zhǎng)。這種心磁圖結(jié)果的差異可能反映了房顫的病理變化，并可能對(duì)房顫的診斷和治療策略有一定意義。Lehto等[15]對(duì)房顫患者復(fù)律即刻及1月后的心磁圖指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，Pd和RMS40在復(fù)律即刻均高于正常人，1月后，除Pd和左房?jī)?nèi)徑未恢復(fù)正常外，RMS40、Pd離散度及二尖瓣A波速度、左房收縮力等指標(biāo)均與正常人無(wú)明顯差異。近年來(lái)，心磁圖亦被應(yīng)用于房顫的術(shù)后評(píng)價(jià)。Nakai等[12]應(yīng)用心磁圖評(píng)估患者消融術(shù)后轉(zhuǎn)復(fù)竇性心律的情況，但樣本量較少。Sato等[16]對(duì)71例行肺靜脈消融術(shù)的房顫者進(jìn)行了隨訪，發(fā)現(xiàn)術(shù)后患者左房及右房的磁場(chǎng)強(qiáng)度明顯降低，無(wú)復(fù)發(fā)者磁場(chǎng)強(qiáng)度明顯低于復(fù)發(fā)者，而右房磁場(chǎng)強(qiáng)度是預(yù)測(cè)房顫復(fù)發(fā)的有力指標(biāo)。

2.3 惡性心律失常 近年來(lái)，已有大量實(shí)驗(yàn)針對(duì)心源性猝死的危險(xiǎn)分層進(jìn)行研究。目前，除左室射血分?jǐn)?shù)外，幾乎沒(méi)有能夠用于臨床常規(guī)預(yù)測(cè)心源性猝死的指標(biāo)。惡性室性心率失常如持續(xù)性室速及室顫是心源性猝死的主要原因，約占三分之二[17]。心室內(nèi)折返是室性惡性心律失常發(fā)生的主要機(jī)制，而觸發(fā)室內(nèi)折返則需要異常復(fù)極、心肌收縮異常等誘因，即所謂的復(fù)極異常和除極異常。復(fù)極異常如T波倒置、QT間期延長(zhǎng)及QT離散度增加均為心源性猝死的預(yù)測(cè)因子。而心室后除極QRS波群內(nèi)的碎裂波/ 微電位（fragmented QRS，fQRS）等除極異常也能夠一定程度預(yù)測(cè)心源性猝死。Korhonen等[18]發(fā)現(xiàn)QRS波群內(nèi)分裂指數(shù)（intra-QRS fragmentation score，F(xiàn)RA）與心室激動(dòng)末期密切相關(guān)，即除極后心電圖回到基線，后續(xù)的研究顯示與心肌梗死后患者發(fā)生持續(xù)性室性心律失常相關(guān)，F(xiàn)RA是惡性心律失常及患者心源性死亡的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素。Oikarinen等[19]的研究顯示心磁圖可以通過(guò)測(cè)量QT間期預(yù)測(cè)心肌梗死，患者惡性心律失常的發(fā)生。離子通道病如Brugada綜合征、長(zhǎng)QT間期綜合征可以發(fā)生惡性心律失常，是心源性猝死的原因之一。Kandori等[20]通過(guò)二維電流矢量圖獲取Brugada綜合征[21]患者心臟電流的空間分布信息，心磁圖可記錄反映右室流出道異常電流的信息，進(jìn)一步的分析顯示，Brugada綜合征患者ST段抬高前100 ms的電流矢量角度與正常人明顯不同，有助于疾病的診斷。Kandori等[22]應(yīng)用心磁圖獲取心臟電活動(dòng)圖發(fā)現(xiàn)，在Brugada綜合征患者心電圖S波時(shí)段，后上間隔電流激活速度較正常人降低，導(dǎo)致右室傳導(dǎo)延遲。擴(kuò)張性心肌病以左室擴(kuò)大和心肌收縮障礙為主要表現(xiàn)，患者存在較高的惡性心律失常和猝死風(fēng)險(xiǎn)。其心電圖可表現(xiàn)為ST段及T波改變、異常Q波、房顫或室性心律失常。Korhonen等[23]將心磁圖用于擴(kuò)張性心肌病患者心律失常的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估，發(fā)現(xiàn)T波末期延長(zhǎng)與惡性心律失常相關(guān)。

3 展望

心磁圖因其無(wú)創(chuàng)、非接觸、靈敏度高的特點(diǎn)，成為近年來(lái)心血管疾病研究的熱點(diǎn)之一。然而，價(jià)格高昂、嚴(yán)格的檢測(cè)環(huán)境和型號(hào)的不同，限制了心磁圖在臨床和基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。心電圖等傳統(tǒng)診斷技術(shù)目前仍占據(jù)心血管疾病診斷的主導(dǎo)地位。隨著技術(shù)的發(fā)展，高溫超導(dǎo)心磁圖的出現(xiàn)大大降低心磁圖檢查的價(jià)格，并已完成了相關(guān)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及部分臨床實(shí)驗(yàn)，為心磁圖進(jìn)一步在臨床工作中應(yīng)用提供了便利。另外，開(kāi)放環(huán)境下可使用的心磁圖也已經(jīng)被研究生產(chǎn)并投入使用，但目前大量研究仍依賴于封閉環(huán)境心磁圖儀。目前大量的臨床試驗(yàn)表明與心電圖相比，心磁圖對(duì)心血管疾病有著更靈敏的診斷能力。相信隨著研究的深入，是否心磁圖可以發(fā)揮比超聲、CT、核磁共振等傳統(tǒng)檢測(cè)方法更有力的作用，需進(jìn)一步的試驗(yàn)研究。心磁圖的出現(xiàn)為心血管疾病的診斷及研究提供新的技術(shù)手段。

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