許文娟 唐發(fā)寬 黃 驍 邸春霞 林樂健 謝甲琦

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基于超導(dǎo)信息心磁圖儀參數(shù)的臨床研究進(jìn)展

許文娟 唐發(fā)寬 黃 驍 邸春霞 林樂健 謝甲琦

心磁圖(magnetocardiography，MCG)是研究心電活動(dòng)所產(chǎn)生的微弱磁場的新技術(shù)，已被應(yīng)用于冠心病心肌缺血的診斷及預(yù)后研究。然而，目前心磁圖分析方法及參數(shù)因不同生產(chǎn)廠家而各有區(qū)別，尚缺乏統(tǒng)一的MCG正常值數(shù)據(jù)，本文就心磁圖的分析方法及參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究現(xiàn)狀做一綜述。

心磁圖 冠心病 參數(shù)指標(biāo)

一、MCG的檢查分析方法

MCG是一種無創(chuàng)、操作簡單的檢查方法。檢查時(shí)，被檢查者除去身上的一切磁性物品，仰臥于無磁檢查床上，通過移動(dòng)檢查床確定被檢測的位置，探測器的探頭懸架于前胸上方，距胸壁1～2cm開始采集、記錄心磁信號，檢測的信號直接輸入計(jì)算機(jī)并進(jìn)一步分析。目前應(yīng)用于臨床研究的心磁圖儀主要有美國Cardio Mag Imaging 公司生產(chǎn)的CMI-2409型9通道MCG 儀、德國Magscan公司生產(chǎn)的7通道MCG儀、意大利ATB 公司生產(chǎn)的ARGOS-50型MCG儀和日本(株)日立高新技術(shù)生產(chǎn)的Mc-6400型MCG 儀等。用于臨床研究常用的分析方法包括：①磁場強(qiáng)度時(shí)間譜線圖:與心電圖(ECG)一樣，由一組波組成，分為P波、QRS波、T波、ST段;②磁場分布圖(或等磁場圖):運(yùn)用類似繪制地圖的方法，額狀面上磁場強(qiáng)度相等的點(diǎn)可連接成等高線，兩點(diǎn)之間利用二維插補(bǔ)的方法獲得等磁圖;③電流密度圖:電流密度分布圖共分為5級，由Magwin 2.5軟件分析系統(tǒng)自動(dòng)給出，其中0、1級代表正常，2級代表輕度異常，3、4級代表中、重度異常。目前應(yīng)用于臨床研究的測量參數(shù)包括平均分級(ACTM)、異常磁圖比率(RAM)、復(fù)合心室激動(dòng)指數(shù)(CVEI)、正常圖數(shù)占總圖數(shù)的百分比(NNM)、嚴(yán)重異常圖數(shù)占總圖數(shù)的百分比(NAM)、R波與T波最大磁場值的比值(Rmax/Tmax)、QT離散度、QT離散度均一性指數(shù)、QRS波最大磁通量(R1)、QRS波最小磁通量(R2)、QRS波最大磁通量與最小磁通量差值(R1-R2)、源磁偶標(biāo)準(zhǔn)積分(PDML)、磁偶標(biāo)準(zhǔn)積分(DML)、磁偶定量積分(DQIS)、磁偶角度范圍(Ae)、磁偶角度變化(Ad)、磁偶距離變化(Dd)、正負(fù)極值變化比值(Rd)及T峰相關(guān)的7項(xiàng)參數(shù)：T峰前磁向量、T峰前磁移動(dòng)距離、T峰前磁向量變異率、T峰后磁向量、T峰后磁移動(dòng)距離、T峰后磁向量變異率、T峰前后磁向量變化。

二、MCG相關(guān)參數(shù)在冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病的應(yīng)用

1.MCG參數(shù)指標(biāo)在冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病(coronary artery disease，CAD)診斷方面的應(yīng)用：心動(dòng)周期中心肌電活動(dòng)可以反映心肌供血情況，而心臟電活動(dòng)所產(chǎn)生的磁場信號雖然微弱，但絲毫不受肺、肋骨、胸壁等組織干擾，可無信號衰減的穿透人體組織。探測及分析心臟磁場的變化，可更準(zhǔn)確的檢測出心肌電活動(dòng)變化。與心電圖(electrocardiogram，ECG)相比較，心磁圖對心臟的電活動(dòng)更為敏感、空間分辨率更高，能更好的反應(yīng)切線方向的電流，具有信號高度保真和對心肌局部血流變化高度敏感的優(yōu)點(diǎn)[1]。超聲心動(dòng)圖(ultrasonic cardiography，UCG)只可捕捉心臟運(yùn)動(dòng)幅度變化的證據(jù)，而CAD患者只有在出現(xiàn)長期慢性缺血或大面積急性缺血情況下才可能明顯觀察到，在可逆性缺血的早期應(yīng)用超聲心動(dòng)圖診斷心肌缺血是很困難的。此外UCG檢查在很大程度上依賴于操作者技術(shù)本身，結(jié)果參數(shù)的變異性較之其他檢查較大。大量的國外文獻(xiàn)和研究報(bào)道，MCG對CAD診斷的敏感度、特異性、準(zhǔn)確性均明顯高于ECG和UCG[1～3]。

王波等[4]應(yīng)用四通道高溫超導(dǎo)心磁圖儀(HT-MCG)，分別對經(jīng)CAG診斷明確的60例不穩(wěn)定性心絞痛患者(UAP組)和58例CAG無明顯狹窄的患者(對照組)進(jìn)行MCG檢查，選擇心臟復(fù)極過程中每12ms為間隔做出電流密度圖，選用ACTM、RAM作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果顯示，UAP組ACTM、RAM顯著高于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。且HT-MCG心磁圖對UAP診斷敏感度顯著高于心電圖和超聲心動(dòng)圖(81.7%vs 66.7%和45.0%)。表明MCG在冠心病診斷方面具有良好的診斷價(jià)值，可用于診斷心肌缺血。同時(shí)提示ACTM、RAM可作為心磁圖對冠心病診斷的重要參數(shù)指標(biāo)，且敏感度較ECG、UCG更高。李英梅等[5]所做的相關(guān)研究采用了不同的參數(shù)進(jìn)行對比，對221例因胸痛、胸悶入院行CAG的患者，術(shù)前均做心磁圖檢查，分為冠心病組(至少1支血管病變≥50%)129例，對照組(冠脈造影正常者)92例，選用ACTM，R-max/T-max比值2個(gè)參數(shù)作為定量指標(biāo)。同時(shí)應(yīng)用ROC曲線(受試者工作特征曲線)選取截?cái)帱c(diǎn)。結(jié)果提示，ACTM、R-max/T-max兩組間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，ACTM的ROC曲線下面積為0.8445，敏感度78.3%，陽性預(yù)測值3.13，陰性預(yù)測值0.29。亦證明了MCG在冠心病診斷方面的意義，同時(shí)對定量指標(biāo)ACTM進(jìn)一步量化，明確了其診斷價(jià)值。在心電圖正?；蚍翘禺愋愿淖儠r(shí)可能會(huì)增加臨床診斷時(shí)漏診概率，而心磁圖在此類患者的診斷價(jià)值更為顯著。權(quán)薇薇等[6]對靜息心電圖正?；虺史翘禺愋愿淖兊幕颊哌M(jìn)行心磁圖分析，以CAG為金標(biāo)準(zhǔn)，分為冠心病組(至少1支冠狀動(dòng)脈病變≥70%)140例，對照組(冠狀動(dòng)脈完全正常)82例，選擇ACTM、RAM、CVEI、Rmax/Tmax 4個(gè)分析指標(biāo)。結(jié)果顯示，ACTM、RAM、CVEI、Rmax/Tmax在兩組間的比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，根據(jù)ROC曲線及臨床實(shí)際，診斷價(jià)值相對高的為RAM、CVEI、Rmax/Tmax，敏感度分別是67.1%、65.9%、68.3%，特異性為65.1%、68.3%、68.3%。國外研究者的研究報(bào)道敏感度和特異性更高，Park等[7]對冠心病診斷的研究中CVEI診斷的敏感性可達(dá)93%，特異性可達(dá)84%。作者認(rèn)為心電圖正常或無特異性改變的慢性心肌缺血患者，MCG檢查有顯著的診斷價(jià)值，各種參數(shù)中CVEI價(jià)值較高。此項(xiàng)研究結(jié)果為利用MCG診斷心電圖正?；驘o特異性改變的慢性心肌缺血患者時(shí)選擇可靠參數(shù)提供參考。

另外一些研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，MCG的分析方法及參數(shù)可用于區(qū)分冠脈病變支數(shù)，Selbig等[8]做出的相關(guān)對比研究，對經(jīng)冠脈造影證實(shí)的單支血管病變CAD患者45例(左前降支病變LAD，22例，右冠狀動(dòng)脈病變RCA，23例)及健康對照組26例進(jìn)行MCG檢查，利用心臟復(fù)極期電流密度圖和等磁場圖進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)MCG可明顯區(qū)分出單支血管病變和對照組，敏感度、特異性分別為93.2%、80.0%，MCG對RCA和LAD狹窄的陽性檢出率分別為91.3%、86.4%。提示通過分析MCG復(fù)極期磁場分布圖可以診斷單支血管病變，然而此項(xiàng)研究病例數(shù)較少，需要進(jìn)一步大樣本研究證實(shí)。趙丹[9]對MCG的T波相關(guān)的7項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在單支病變與雙支病變或3支病變患者之間的比較中T峰后磁向量變異率有明顯差異。因此，以上各項(xiàng)研究結(jié)果均證實(shí)，心磁圖的一些參數(shù)對冠心病診斷方面有肯定價(jià)值，優(yōu)于ECG及UCG，在區(qū)分不同病變支數(shù)時(shí)也有一定意義,給臨床應(yīng)用提供參考。

2.MCG相關(guān)參數(shù)在冠心病PCI術(shù)及術(shù)后隨訪中的應(yīng)用:冠心病患者心肌缺血時(shí)的靜息跨膜電位減低，動(dòng)作電位傳播減慢，在缺血區(qū)與邊緣區(qū)存在除極-復(fù)極過程的病理性不均一性，MCG表現(xiàn)為復(fù)極期常出現(xiàn)不同方向的額外電流區(qū)，經(jīng)PTCA及支架植入術(shù)行再灌注治療后，隨著缺血情況的改善，電流向量的同源性增加，病理性電流區(qū)可顯著減少，利用這一特性，可通過觀察MCG的額外電流區(qū)監(jiān)測再灌注治療效果。Hecker等[10]選擇了29例CAD患者進(jìn)行研究，造影前、PTCA術(shù)后24h及術(shù)后1個(gè)月均行心磁圖檢查，同時(shí)與49例健康對照者對比，研究電流密度圖，發(fā)現(xiàn)PTCA術(shù)后24h有13例患者病理性電流區(qū)顯著減少，16例無顯著變化，術(shù)后1個(gè)月，又有9例出現(xiàn)好轉(zhuǎn)，電流趨向均勻、一致，提示再灌注治療后電流方向出現(xiàn)顯著好轉(zhuǎn)至少需要1個(gè)月。邸春霞等[11]按美國ACC/AHA標(biāo)準(zhǔn)入選了冠心病組59例(其中52例需行介入治療)，對照組24例；入選后及介入治療后1個(gè)月均行MCG檢查，以ACTM、RAM為定量指標(biāo)。結(jié)果冠心病組ACTM、RAM明顯高于對照組，介入治療術(shù)后1個(gè)月與介入治療前相比ACTM、RAM明顯下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示MCG是介入治療術(shù)后很有價(jià)值的一種無創(chuàng)性的隨訪方法，ACTM、RAM亦可用于對介入治療后再灌注療效進(jìn)行評估。本研究結(jié)果與國內(nèi)外其他研究的報(bào)道基本一致[12]。權(quán)薇薇等也做了類似的研究，后期隨訪對發(fā)生再狹窄的患者進(jìn)行了MCG分析，初步篩選了對再狹窄實(shí)用的診斷指標(biāo)，此項(xiàng)研究中，選擇52例冠心病患者，支架植入前24～72h、支架植入術(shù)后1個(gè)月、支架植入術(shù)后7個(gè)月分別進(jìn)行心磁圖檢查，結(jié)果顯示，支架植入術(shù)后1個(gè)月與支架植入前比較，ACTM、RAM均明顯下降，CVEI值增加；亞組分析16例發(fā)生再狹窄的患者與36例無再狹窄的患者，再狹窄組支架植入術(shù)后1個(gè)月與支架植入前相比，RAM明顯下降。支架植入術(shù)后7個(gè)月與支架植入前相比，RAM差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但與支架植入術(shù)后1個(gè)月比較，ACTM明顯增加。無再狹窄組：支架植入術(shù)后1個(gè)月與術(shù)前相比，各指標(biāo)均明顯改善，ACTM、RAM顯著下降，CVEI值增加；比較支架植入術(shù)后7個(gè)月與術(shù)前，ACTM、RAM均顯著下降，根據(jù)ROC曲線，ACTM對再狹窄的診斷價(jià)值最高。敏感度、特異性、準(zhǔn)確度分別為80.0%、69.4%、72.92%，陽性預(yù)測值為54.55%，陰性預(yù)測值為88.46%。提示MCG的一些參數(shù)對支架植入術(shù)后再灌注改善情況的隨訪有很大價(jià)值，對發(fā)生再狹窄評估中亦有意義。

3.MCG相關(guān)參數(shù)對心肌梗死(MI)診斷及心肌梗死后猝死風(fēng)險(xiǎn)評估的應(yīng)用：因MCG的空間定位性，MCG在明確心肌梗死位置、范圍及評估心梗后心律失常發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)方面有重要意義。Lin等[13]對83例非ST段抬高型心肌梗死、110例不穩(wěn)定性心絞痛、204例健康對照者進(jìn)行心磁圖檢查分組研究，發(fā)現(xiàn)設(shè)定的10個(gè)參數(shù)在非ST段抬高型MI與對照組之間均有顯著差異，在UAP組與對照組之間有6個(gè)參數(shù)差異明顯，且異常的MCG參數(shù)明顯增多者多見于心肌缺血情況惡化時(shí)，證明MCG參數(shù)量對心肌缺血很敏感，對于急性嚴(yán)重心肌缺血的快速診斷很有價(jià)值。Tolstrups等也得出了相似的結(jié)論。在心肌梗死定位方面的研究，如Lant等研究了心肌梗死患者22例與健康對照者9例，通過計(jì)算受檢者時(shí)間積分值，發(fā)現(xiàn)前壁心梗僅QRS波出現(xiàn)異常，而下壁心肌梗死整個(gè)復(fù)極期均出現(xiàn)異常。提示MCG的時(shí)間積分可用于定位診斷心肌梗死的位置及范圍。在評估心肌梗死后猝死風(fēng)險(xiǎn)方面，Karvonen等曾利用MCG、ECG比較室性心動(dòng)過速和無室速心肌梗死患者，發(fā)現(xiàn)QT離散度、穩(wěn)定指數(shù)(SI)都是升高的，提示MCG的QT離散度空間特異性檢查，對CAD患者心肌梗死后室性心動(dòng)過速風(fēng)險(xiǎn)評估是有意義的。Petri等做出的研究則發(fā)現(xiàn)，MCG的QRS波內(nèi)碎裂分?jǐn)?shù)(FRA)是心律失常事件和病死率的獨(dú)立預(yù)測指標(biāo)。

三、MCG相關(guān)參數(shù)在心律失常的應(yīng)用

MCG空間定位性，亦可用于多種心律失常的研究。Ito等[14]對51例因流出道的室性心律失常行導(dǎo)管消融的患者進(jìn)行MCG檢查，其中包括起源于右心室流出道室性心律失常(ventricular arrhythmias originating from the right ventricular outflow tract，RVOT-VAs)、起源于主動(dòng)脈根部的室性心律失常(ventricular arrhythmias originating from the aortic sinus cusp，ASC-VAs)，參數(shù)選擇心律失常起源的深度、心律失常起源點(diǎn)距竇房結(jié)的距離、心律失常定向傳播的QRS高峰，結(jié)果顯示：ASC-VAs與RVOT-Vas相比，前者起源深度更深、距竇房結(jié)距離更遠(yuǎn)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且ASC-Vas傳播有軸向右偏的傾向。根據(jù)ROC曲線，起源的深度是最有價(jià)值的預(yù)測因子，敏感度為90%,特異性為73%(曲線下面積= 0.90)。3個(gè)參數(shù)相結(jié)合定位的準(zhǔn)確性可達(dá)94%，明確了心磁圖用于心律失常的定位診斷中的意義。Koskinen等應(yīng)用33通道的心磁圖儀對9例陣發(fā)性孤立性心房顫動(dòng)患者和10例健康對照者對比研究，發(fā)現(xiàn)心房顫動(dòng)患者的心房信號區(qū)明顯，RMS40均明顯增大，發(fā)現(xiàn)了可用于心房顫動(dòng)診斷的MCG觀察指標(biāo)。此外Joung等應(yīng)用心磁圖儀對Brugada綜合征患者與健康對照者進(jìn)行對比研究發(fā)現(xiàn)，r′波激活、復(fù)極化期的磁場圖及電流密度矢量圖對診斷Brugada 綜合征有意義。近年來，MCG亦可用于胎兒心律失常的研究。眾多的研究均顯示出MCG在診斷心律失常方面的意義，許多參數(shù)診斷價(jià)值很高，為進(jìn)一步臨床應(yīng)用提供可靠依據(jù)。

四、MCG相關(guān)參數(shù)在心肌病方面的應(yīng)用

MCG在肥厚性心肌病方面的也有一些研究，陳元祿等以超聲心動(dòng)圖為金標(biāo)準(zhǔn)研究了心肌肥厚組(室壁厚度≥12mm)93例，對照組(CAG陰性，室壁厚度<12mm)112例，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，R1、R2、R1-R2在兩組間差別均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，診斷心室肥厚敏感度分別為58.82%、55.88%、55.88%，特異性分別為68.75%、80.36%、71.43%。提示MCG的以上相關(guān)參數(shù)在心室肥厚診斷中具有良好的應(yīng)用價(jià)值。

隨著MCG近年來的臨床研究的深入，一些參數(shù)對相關(guān)疾病的診斷具有肯定的價(jià)值，但研究中仍存在許多問題，我國研究應(yīng)用的心磁圖儀多為進(jìn)口產(chǎn)品，因心磁圖儀廠家不同，通道的數(shù)量、所選用的分析方法及參數(shù)也各有不同，雖許多研究已篩選出了相對診斷價(jià)值較高的參數(shù)，但仍缺乏統(tǒng)一的診斷標(biāo)準(zhǔn)，亟待規(guī)范。目前的臨床研究多為小樣本研究，需要大樣本含量的研究支持等。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，MCG具有無創(chuàng)性、敏感性高等突出優(yōu)勢，在臨床中將有廣闊的應(yīng)用前景。

1 M?ntynen V, Konttila T, Stenroos M. Investigations of sensitivity and resolution of ECG and MCG in a realistically shaped thorax model[J]. Phys Med Biol,2014,59(23):7141-7158

2 Gapelyuk A, Wessel N, Fisher R,etal. Detection of patients with coronary artery disease using cardiacmagnetic field mapping at rest[J]. Electrocardiol,2007,40(5):401-407

3 Smith FE, Langley P, Van Leeuwen P,etal. Comperison of magnetocardiography and electrocardiography[J]. Anadolu Kardiyol Dery,2007,7(11):20-22

4 王波,唐發(fā)寬,華寧,等. 高溫超導(dǎo)量子干涉器在不穩(wěn)定性心絞痛診斷中的初步研究[J]. 中華老年心腦血管病雜志,2014,8:808-810

5 李英梅,金惠根,權(quán)薇薇,等. 冠心病患者的心磁圖應(yīng)用[J]. 臨床醫(yī)學(xué),2008,5:1-3

6 權(quán)薇薇,陸國平,李英梅,等. 心電圖正?；虺史翘禺愋愿淖兊墓谛牟』颊咝拇艌D分析[J]. 中華心血管病雜志,2006,06:500-503

7 Patk JW, Hill PM, Chung N，etal. Magnetocardiography predicts coronary artery disease in patients with acure chest pain[J]. Ann Noninvasive Electrocardiol,2005,10(3):312-323

8 Selbig D, Primin M, Gapelyuk A,etal. Early diagnosis of single coronaryvessel disease[C]. Helsinki: University of Technology，2001:517-520

9 趙丹. 心磁圖在冠心病診斷中的臨床應(yīng)用[D]. 天津醫(yī)科大學(xué),2010

10 Hecker T, Auth-Eisernitz S, Chaikovsky I,etal. Maganetoicardiographic maping: a noninvasive approach to follow up percutaneous transluminal coronary angioplasty results[A]. Helsinki:University of Technology, Espoo,2001:572-575

11 邸春霞，華寧，林樂健,等. 高溫超導(dǎo)心磁圖儀在冠心病中的應(yīng)用初探[J].中國心血管病研究,2013,11(4):245-247

12 李英梅,金惠根,權(quán)薇薇,等. 心磁圖用于冠狀動(dòng)脈支架置入術(shù)后隨訪的價(jià)值[J]. 中國臨床醫(yī)學(xué),2008,01:20-21

13 Lin HK, Kwon H, Chung N,etal. Usefulness of magnetocardiogram to detect unstable angina pectoris and non-ST elevation myocardial infarction[J]. Am Cardiol, 2009,103(4):448-454

14 Ito Y, Shiga K, Yoshida K,etal. Development of a magnetocardiography based algorithm for discrimination between ventricular arrhythmias originating from the right ventricular outflow tract and those originating from the aortic sinus cusp: a pilot study[J]. Heart Rhythm,2014,11(9):1605-1612

(修回日期：2015-03-10)

030001 太原,山西醫(yī)科大學(xué)(許文娟)；北京,中國人民解放軍第309醫(yī)院心臟中心(許文娟、唐發(fā)寬、黃驍、邸春霞、林樂健、謝甲琦)

唐發(fā)寬，教授，博士生導(dǎo)師，電子信箱：tfk616@yahoo.com.cn

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A DOI 10.11969/j.issn.1673-548X.2015.10.054

2015-02-25)