第二节 心电生理检查方法
心电生理检查内容十分广泛,它包括常用的体表心电图、心向量图、动态心电图,经食管心脏起搏技术、心室晚电位,频谱心电图、窦房结电图等内容,本章介绍介入心脏电生理检查方法。
一、电生理检查前的准备
1.仪器设备
1)电极导管。电极导管大小为3F~8F,成人患者常规使用5F~8F。导管管号越小,越容易进入小血管;导管号越大,越容易旋转操作。性能良好的导管应具有如下特征:容易旋转操作,体温下变软,在血管系统内或轻轻加压下容易塑形和经久耐用。
环形电极数目至少2个,以便进行双极刺激和记录,最好3~4个,特殊设计的电极导管可多达20多个环形电极。电极问距离多为10mm,在极少数情况下,需精确测定局部电活动设计,可用电极间距更小的导管。随着电生理及射频消融手术的开展,已设计出适合解剖特点的标测电极如:心室起搏电极、希氏束电极、冠状窦电极和Halo电极,以及各种射频消融电极导管。
2)记录仪器。至少有3~4个生物电放大器,可同时记录1~4导体表心电图导联(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ或aVF和V1)与多个心腔内电图(高右房、希氏束电图、冠状窦和右心室)。
记录心腔内心电图之导联必须同时记录具有高频滤波器,希氏束电图在40~500Hz滤波范围记录最满意。记录仪频率反应须>500Hz,最快纸速可达200mm/s。现代多数记录仪采用光盘储存,激光打印。
3)刺激器。理想的刺激仪应具备:恒定的电流,漏电小于10μA,能在50~2000ms范围内以不同周期长度,至少在两个不同部位同时起搏,可给予多个期前刺激,程控精确度达1ms,能够使程控器与病人固有的或起搏的心率同步,在一组连续刺激后应有间歇,以便观察刺激后发生的现象。
输出电压范围0~50V,刺激脉宽0.5~10ms。通常发放四组脉冲——S1、S2、S3和S4。Sl脉冲连续发放3~10次,由S1S1间期数值控制;S2、S3和S4均为期前刺激,仅发放一次,其发放时问分别由S1S2、S2S3和S3S4问期数值控制,电流或电压输出一般用2×舒张阈值。导管放置稳定后作阈值测定。改变或移动导管或用药物干预后,需重新进行阈值测定。脉宽一般用1~2ms。
4)延长线与线盒将导管分别与记录仪和刺激器相连接。
5)电除颤器2台和心肺复苏的必备设备与药品、氧气。
6)带电视的X线透视机,最好配备C型X线机可进行多种投照体位透视。
7)经皮穿刺插管机械:穿刺针,指引钢丝和扩张管及鞘管。
2.电生理检查室的组建
1)严格无菌操作。
2)可单独建立专门从事电生理研究的检查室,也可与一般心导管室混合,作为其一部分。
3)注意地线和各项用电安全设施。小量漏电即可致心室颤动。所有仪器设备均应经过专门训练的技术员检验,装有绝缘体,漏电小于10μA。
4)电生理室应配备1~2名主治医师,1~2名轮转的心血管专业住院医师或进修医师,1~2名技术员和1名护士。电生理检查过程中,1~2名医师负责电极导管放置,1名主治医师检测心电与记录,并领导和组织整个电生理检查过程,1名技术员负责刺激器,1名技术员专门负责检测病人神志状况和使用心脏电除颤器,护士负责开放静脉和给抗心律失常等药物。
3.病人准备
1)向病人和家属介绍电生理检查的目的意义,检查方法,安全性和可能遇到的少见合并症。病人或直系亲属签字同意接受检查。
2)在穿刺插入导管部位备皮。检查前一日取血查钾、钠、氯、白细胞和出、凝血时间,入院后查肝功能。
3)检查时应停食一次,空腹,清醒状态下接受检查。
二、导管技术
1.经皮穿刺插管技术
经皮穿刺技术创伤小,不结扎血管,一条血管可反复使用,同一条血管如股静脉可特殊穿刺插入两条甚至三条电极导管,合并症少。穿刺前应常规检查穿刺针、指引钢丝和扩张管是否配套使用。6号电极导管使用6号扩张管。
1)股静脉穿刺插管法。一般选用右股静脉,腹股沟区常规消毒,在腹股沟韧带上方用左手中指、示指、无名指清楚触及股动脉,以股动脉为标记,在腹股沟下2cm、股动脉内侧1cm处,1%~2%利多卡因局部麻醉,与皮肤成30~45度角进针,直至整个穿刺针进入皮下或针头碰触骨骼,不能继续进入(针穿透股静脉)。小心慢慢后退穿刺针,一旦进入股静脉内,可见暗红色静脉血缓缓流出。也可在后退穿刺针时,在其尾端连上吸有少量生理盐水的5~10mL注射器,持续给予轻度负压下,后退穿刺针,一旦其顶端进入股静脉,静脉血进入注射器。经针孔放入指引钢丝。退出穿刺针,保留钢丝。在钢丝进皮处,用手术刀轻轻切开皮肤,用止血钳经切口沿钢丝走向方向扩张分离皮下组织。经指引钢丝插入扩张管,退出指引钢丝和扩张管的闭孔器,将扩张管的外套管保留在静脉内。经外套管内腔放入电极导管。使用同样方法,在第一穿刺点上下各1 cm处穿刺,放入第二和第三根导管。也可在留置第一个扩张管外套时,将2~3根指引钢丝从外套管插入,保留钢丝,撤除套管。再分别用2~3个扩张管沿钢丝插入股静脉,每进入一个扩管,即放入一个电极导管,再以同样程序插入第二、第三根电极导管。后一方法仅需穿刺一次,插入2~3根导管。缺点是出血稍多,止血也较前面分别多次穿刺法困难。初学者容易误穿入股动脉,血流速快,呈喷射状,色鲜红。立即退出针套,局部压迫止血5min,重新定位。
高右房、希氏束和右心室导管常用股静脉穿刺插入。
2)左锁骨下静脉穿刺插管法。在肩胛区附近上方用棉垫或小枕头垫高,嘱病人将头偏向对侧,充分显露左锁骨下区。常规消毒,局麻下从锁骨中点下方2~3cm,用尾端连有5mL空针的18号穿刺针(不带针芯),针尖可分别指向①喉结。②喉结与胸骨上窝的中点。③胸锁关节,其中以①、②成功率较高。在注射器持续轻轻负压吸引下,缓慢推进穿刺针,一旦有静脉血回流,说明针已进入锁骨下静脉,以后步骤同股静脉部位穿刺法。从左锁骨下穿刺导管容易进入冠状窦。但偶可发生气胸或误穿锁骨下动脉,止血困难。
放置冠状窦电极导管可选用锁骨下静脉、颈内静脉穿刺,从股静脉穿刺将导管插入冠状窦较为困难,如必需,使用弯度可调的标测或消融电极于左前斜45度投照体位下插管较易进入冠状窦。
2.电极导管的位置
参照X线透视下导管位置和记录心内电图图形可确定导管位置是否正确。
1)希氏束电极定位。将三或四极导管由右侧股静脉穿刺,在X线透视下,经下腔静脉、右房至右室。再将导管后撤,使其顶端位于三尖瓣口处,指向后上方,与希氏束靠近。X线透视三尖瓣口位于脊柱左缘、正中线左侧2cm左右。记录仪示波A波与V波振幅大致相等,扫描速度选择100mm/s,滤波范围40~500Hz,可在A波与V波之问寻找双相或单相的H波,即希氏束电图。如一时不能清楚看到H波,可在导管尾部轻轻顺钟向转动导管,同时密切注视示波器上图形,直至看到清楚的H波。应注意鉴别H波与右束支电图。确认H波的依据为:①A波与V波大小相似。②H-V间期≥35ms,而右束支电图时,V>A,并且右束支电图距V<35ms。但有时H-V可小于35ms,如预激综合征时,起源于希氏束以下束支近端的室性心动过速或室性融合波。因此,当示波见到A波与V波间出现貌似H波,但H—V<35ms时,应注意上述情况。如A<V,最可能是记录的不是H,而是右束支电图。此时应进一步撤导管,直至获得最大的H-V间期。确认为H波后,以100~200mm/s纸速记录希氏束电图。
2)高右房电极。将二级或四极导管经右股静脉送入,放置在右心房与上腔静脉交界处。在X线透视下,导管头向右侧面,紧贴右房壁。该位置靠近窦房结,因而最早看到心房活动,早于希氏束导管和冠状窦导管出现A波。进行窦房结功能测定或心房起搏常用该导管。高右房(HRA)电极距离心室远,记录应为大A波,V波很小或看不到。
3)低位右心房电极。HBE导管近端电极记录的是间隔低位右心房活动。必要时,可在下腔静脉和右心房侧面交界处加放电极导管,记录低位右心房的游离壁电活动。
4)左心房电极。记录左房电活动的途径有四个:
(1)从左锁骨下静脉穿刺,将四极电极导管插入冠状静脉窦(CS),其远端的一对电极记录左房、左室外侧电位,近端的一对电极记录左房、左室内侧电位。该法记录的左房电位最可靠。但有时插管不易到位。插管具体方法和到位指征详见预激综合征章。
(2)食管电极(两极间相距3cm):经鼻孔或口腔插入30~50cm即达心房中部,与左房后壁毗邻。该方法简便易行。
(3)直接左心房内记录:经未闭卵圆孔或房间隔缺损,将导管送入左心房,直至记录左房电位。
(4)将导管从股静脉插入,经右房、右室直至左肺动脉,可记录到左心房电位。
5)右心室电极。在X线透视下,使导管跨过三尖瓣区,进入右室,至右室心尖部(导管头指向左下方,在横隔稍下处)或右室流出道(导管头指向左侧面靠上方向)。右室流出道导管X线位置有时易与CS导管混淆。鉴别方法有二:①影像学LA045度可将其区分,右室流出道位于脊柱右侧,CSO位于脊柱左侧。②心内电图:前者记录图形V波大,A波小或无,后者A大V小或A与V振幅相近;前者常有室性期前收缩,后者则无。
三、心腔内心电图的测量
1)P-A间期。从体表心电图最早的P波起点至HBE处的A波起点,代表高右房至间隔低位右房传导时间。正常值为20~60ms。
2)A-H间期。HBE处的A波起点与H波起点间的时间间期。代表从间隔低位右房,经房室结至希氏束的传导时间,粗略代表房室结传导时间,正常值为60~130ms。该值受自主神经张力影响很大。同一病人,在同次电生理检查中,A-H的波动可达20ms。
3)H-V间期。自HBE的H波起点至所有体表心电图QRS波群与心腔内心电图V波的最早点向水平轴做垂线间的时间间隔。代表从希氏束近端至心室肌间的传导时间,正常值为35~55ms,该值受自主神经张力影响较小,因而比较恒定。
4)H波。正常值为10~25ms。
四、常用起搏与刺激程序
1.分级递增程序
为非程序性S1S1刺激法。以比病人固有心率或基础心率快10~20次频率开始起搏,每级递增10次/min,每次刺激的时间长短,根据刺激目的和刺激部位而定。作窦房结功能评价时,每次刺激30~60s,直至测到最长的窦房结恢复时间。而进行心房或心室S1S1刺激,测定心房、心室房室结传导功能,诱发心动过速,每次可给8~10个刺激。心室刺激时,S1S1不宜短于250ms;心房刺激时,不宜短于200ms。
该刺激方法用于:①窦房结恢复时间测定。②房室结文氏阻滞点和2∶1阻滞点的确定。③预激综合征房室附加束前向1∶1传导的最短周期和逆向1∶1传导的最短周期。④室上性和室性心动过速的诱发和终止。
2.程序期前刺激
1)用程序刺激器事先编排刺激程度。在8~10个基础周期(S1S1)基础上,给1~3个期前刺激,即心房同步S2(PS2)刺激,由P波触发期前S2脉冲。基础周期更常应用刺激器以比病人固有心率快的频率给8~10个S1S1之后给于期前刺激。SnSn+1的最短间期不宜短于180ms,否则易诱发房颤或室颤等临床心动过速。
(1)S1S2刺激:S1S2距离等于S1S1减50ms,而后递减S1S2,每次10ms,直至诱发出临床心动过速、测定心脏某些组织的不应期或显示房室结双径路和房室传导系统裂隙现象等。
(2)S1S2S3刺激:S1S1不变,S1S2约等于S1S1时测得的有效不应期减50ms, S2S3等于S1S2。首先递减S2S3,直至诱发出临床心动过速或S3不应。保持S2S3不变,递减S1S2 10ms,如S3重新夺获心脏,再递减S2S3,直至S3再次不应时,递减S1S2 10ms,直至S2达有效不应期。
(3)S1S2S3S4刺激:S1S1不变,S1S2等于有效不应期减50ms, S3S4等于S2S3等于S1S2,首先递减S4,再依次递减S3和S2,程序类似S1S2S3刺激。
2)程序期前刺激法主要适用于。
(1)心脏不应期测定:①临床电生理学测定有效不应期:于应激后一定时间内,不能再次应激。②相对不应期:于应激后一定时间内,虽开始再次应激,但兴奋的传导较正常时减慢。③功能不应期:能连续有效通过两次冲动(传出)之间的最短时间间隔。某些部位的不应期必须长于前一水平的不应期,方可测得;反之,如果短于前一水平的不应期,就不能测得。
心脏不同部位的不应期为心电生理重要参数,可能解释心律失常的发生原理,观察抗心律失常药物的作用机制。
(2)阐明房室结双径路现象:冲动在房室结内传导,有时可纵向分离为功能性的快径路(β径路)和慢径路(α径路),前者传导速度快(AH短),一般不应期较长;后者传导速度慢(AH长),一般不应期较短。心房程序期前刺激过程中,如果A1A2缩短10ms,伴以A2H2突然延长50ms以上者,是诊断存在房室结双径路的诊断标准。表明A2遇到β径路的有效不应期,改换使用慢径路传导。房室结双径路是房室结折返性心动过速形成的电生理基础,它对理解折返激动的机制有很大帮助。
(3)阐明房室传导裂隙现象的机制和分型:房室传导的裂隙现象表现为:在心动周期中某个时相(称为裂隙带)到达的冲动,不能通过传导组织下传,而早于和晚于这个时相到达的冲动,都能通过该组织下传。心房程序期前刺激可观察房室顺传的裂隙现象;心室程序期前刺激可观察室房逆传的裂隙现象。
裂隙现象是由房室传导系统两个相邻水平应激性不同所致。晚于裂隙带到达的冲动,正值近、远两端均脱离了不应期,可以通过下传;在裂隙到达的冲动,正值远端处于不应期,受阻不能下传;早于裂隙带到达的冲动,正值远端处于有效不应期,传导速度减慢,消耗了时间,待冲动到达远端时,远端有充分的时间解脱不应期,恢复应激性,因而冲动得以下传。
房室传导系统不同组织间可出现裂隙现象:左前分支—房室结;右束支—房室结;希—浦系—房室结;希—浦系远端—希—浦系近端;房室结远端—房室结近端;希—浦系—心房;房室结—心房;心房—心房—电极界面。
裂隙现象是否能显示出来,取决于房室传导系统中两个不应期水平的不应期关系。只有当远端有效不应期大于近端功能不应期,才能使冲动受阻于远端部位。而近端部位的相对不应期必须造成足够长的传导延缓,使远端有足够长的时间脱离不应期,而使冲动可能下传。因此,延长远端部位的不应期,缩短近端不应期,将有利于裂隙现象的显现;反之,则不利于示裂隙现象。凡是可影响改变不应期的方法或药物,如基础心率(S1S1)周期长度、阿托、异丙肾上腺素、洋地黄、维拉帕米、β受体阻滞剂、胺碘酮等药物均可影响裂隙现象的隐现和变化。
心电图诊断中遇到的“超常传导”现象中,很大一部分是裂隙现象所致。因此实为“假超常传导”。
可以认为房室结双径路是房室传导系统电生理性质或功能的纵向分离,而裂隙现象则为其横向或水平方向的分离。
(4)对预激综合征房室附加束的确认及其不应期测定:预激综合征可表现为间断性使用房室附加束进行房室传导,所谓“间歇性预激”,也可能平时看不到预激,只有在使用程序刺激方法时,方可显示预激心电图图形,即所谓“潜在性预激”。心房期前刺激法,随着A1A2缩短,经房室结传导减慢,可显示出上述情况的预激心电图表现。在心室进行程序期前刺激可显示房室附加束逆传的电生理特点。大部分经附加束逆行传导,对心室期前刺激的反应呈“全或无”特征,其反应恒定,不随S1S2的缩短而延长。而经房室结的室房逆传,随S1S2的缩短而延长,甚至呈文氏现象。少数房室附加束的逆行传导行为类型可类似房室结。
随心房程序期前刺激A1A2逐步缩短,delta波越来越明显,QRS越来越宽,HV越来越短;但一旦到了房室附加束的前向不应期,房室传导只能经房室结下传,附加束发生了前向传导的单向阻滞,delta波消失,QRS变窄正常化,AH延长。用此法可测出房室附加束的前向不应期。
(5)室上性与室性心动过速的诱发和终止,多数阵发性室上性和室性心动过速的机制为折返。折返或少见的与后去极化有关的触发活动为机制的快速心律失常可经心房和/或心室的程序期前刺激诱发和终止。而自律性增高或异常自律性所致的心动过速则不能被程序刺激诱发或终止。因此,对程序刺激的反应是临床电生理对心动过速鉴别的最主要手段。程序刺激方法还可测定心动过速诱发或终止的S1S2范围(S2S3, S3S4范围),称为诱发或终止窗口。终止窗口可指导制定抗心动过速起搏器程控参数。药物对诱发窗口的影响可反映药物的疗效。
可用程序刺激复制和诱发的心动过速,可用电生理方法进行抗心律失常药物的系列筛选——电药理学。即在停用一切抗心律失常药物后,程序刺激诱发出持续性心动过速。之后用程序刺激或电终止心动过速。如给予经足量的抗心律失常药物后,重复程序刺激,可以阻止程序刺激诱发的药物,一般与临床预防心动过速复发的疗效相一致。
五、心脏标测技术
心脏标测技术是心腔内心电图和程序刺激两个电生理基本技术相结合的产物。即用程序刺激诱发出持续性心动过速,然后在心内膜或体表不同部发生电活动的部位,就是心动过速的起源处。标测的目的是为抗心律失常进行定位诊断,指导手术治疗或导管消融。正常窦性心律时,心房前向除极顺序一般是先上后下,先右后左,即高位右房(HRA)、His束(HBE)、冠状静脉窦(CS)口、食管和左肺动脉。如标测心房时,发现心房除极顺序改变,如HBE或CS导管处A反而超先出现于高位有房的A波前,说明是交接区或左房心律而不是窦性心律。
由房室结双径路介导的房室结折返性心动过速,心房逆向除极顺序为His束最早,之后为HRA或CS。如果CS或HRA处A早于HBE出现,表明除房室结之外在心脏左或右侧存在附加传导束,方可能预激部分心房。这是鉴别房室结折返性心动过速和使用隐匿房室附加束的房室折返性心动过速的最可靠方法,是证实房室附加束参与折返,并对之进行定位诊断的依据之一。
1.心外膜标测
常用作预激综合征外科手术切除附加束的定位诊断。开胸后用指环电极接触房室环心室侧心外膜不同部位,于窦性心律时,记录其电位活动,与预先缝好的参照电极记录电位比较,确定最早激动部位,指导手术切除。部分预激综合征的房室附加束沿心表走行,心外膜标测对其定位诊断准确。
近来有人用心外膜标测对室性心动过速定位,指导手术治疗。但室性心动过速尤其是心肌梗死后室速,多起源于心内膜或心内膜下,以进行心内膜标测更精确。
2.心内膜标测
开胸后用环形电极或球囊电极进行心内膜标测,近来多用经皮穿刺技术多部位放置电极,寻找心动过速时最早出现电活动的部位。
即使开胸时将进行术中标测,术前电生理导管标测至关重要。因为全麻药物有抗心律失常作用,低温也可影响心律失常的发作。开胸后可能不再能诱发心律失常,将有碍于精确标测的进行。
3.起搏标测
用电极或电极导管在心外膜或心内膜不同部位起搏心脏,同时记录体表心电图,可能对心动过速作出定位诊断。如预激综合征时,从心房不同部位作程序刺激,体表心电图显示心室预激最显著的部位可能是房室附加束走行部位。室性心动过速时,在心室不同部位作心室起搏,记录12导联心电图,与自发的心动过速之QRS作对照,完全一致的起搏部位可能是室性心动过速的起源部位。室性心动过速进行起搏标测花费时间长,如起搏QRS与自发性室性心动过速相似,但不完全相同时,可能出现定位错误。
六、电生理检查的合并症及其处理
1.严重出血
股静脉穿刺部位偶可见到出血,肥胖病人使用股动脉时较易出血。其预防方法:①撤出导管后,用力压迫穿刺部位10~20min。②电生理检查后嘱病人卧床12h,尽量减少下肢活动。③在穿刺部位腹股沟放置沙袋压迫4~6h。检查结束后,应密切观察穿刺部位有无出血情况,以便及时发现及时处理。
2.血栓栓塞
偶发生导管进入部位的血栓形成或与导管有关的血栓栓塞,发生率为0.1%~0.2%。预防方法:动脉穿刺后,应给予肝素3000U,之后每小时追加1000U。静脉穿刺后,不常规使用肝素,但导管检查持续时间过长时,使用静脉肝素3000U,对小儿、有血栓栓塞史或高危病人给与肝素。一旦出现导致器官缺血的栓塞并发症如肺栓塞、肢体栓塞等,应立即开始溶栓治疗,溶栓治疗后并同时给予低分子肝素5~7d。
3.静脉炎
感染性深静脉炎很少见(0.25%),除了使用人工瓣膜等极少数情况外,不常规预防性使用抗生素。但血栓性静脉炎时有发生,对已形成的血栓性静脉炎,应给低分子肝素7~14d后,予以华法林口服治疗。
4.心律失常
常见。诱发心律失常经常是电生理检查的目的之一。心房和/或心室程序刺激可能诱发多种折返性心动过速,也可将它们终止。使用早期的心房期前刺激很容易诱发心房颤动,多持续数秒到数分钟,如血流动力学稳定,不需特殊处理。如心室率极快,发生严重血流动力学障碍,甚至晕厥,应电击心脏转复。心室颤动偶可见于临床上无严重室性心幸失常的病人,但很少可能发生仅用一个心室期前刺激(S2)时。即使用多个室性期前刺教,只要电流输出恒定,不大于2×舒张阈值,诱发心室颤动的概率很小。但必须在电生理室配备性能可靠的电除颤器。临床有持续性室性心动过速或院外有心脏猝死的病人,心室颤动或持续性室性心动过速的诱发率较高。
七、心腔内心电图记录伪差或干扰的排除
高质量的心腔内心电图记录对于分析电生理检查结果有重要意义。
1)60周交流电对基线的干扰:注意地线是否接好。一旦导管位置满意固定,停用发生器和示波荧光屏。
2)体表心电图导联电极要与皮肤接触密切,并事先处理皮肤。
3)保持检查室安静、温暖,解除病人恐惧心理,必要时可口服地西洋5~10mg,避免病人颤抖。
4)偶尔可记录到病人的复极波,在分析时要加以识别。它与T波时间相近。
八、心内电生理检查指征
1)电生理检查评价及预测药物治疗效果。
Ⅰ类(明确适应证):
(1)持续性室速或心脏骤停者,尤其是既往有心肌梗死史时。
(2)房室结折返性心动过速(atrioventricular nodal reentrant tachycardia, AVNRT)、房室折返性心动过速(atrioventricular reentrant tachycardia, AVRT)或房颤伴旁道前传患者计划接受长期药物治疗时。
Ⅱ类(相对适应证):
(1)窦房结折返性心动过速(sinus nodis reentrant tachycardia, SNRT)、房性心动过速(atrial tachycardia, AT)、房扑或房颤不伴旁道前传患者计划接受长期药物治疗时。
(2)计划接受药物治疗而基础电生理检查未能诱发出心律失常者。
Ⅲ类(非适应证):
(1)单个房性或室性期前收缩的患者。
(2)其诱因明确且可控制的室颤患者。
2)对适于植入或已植入电装置的患者进行电生理检查。
Ⅰ类:
(1)快速心律失常患者在植入电装置以前和植入电装置的过程中,以及出院前最后程控证实电装置的预期效果。
(2)以植入抗心动过速电装置后,患者的状态和治疗发生了可能影响电装置继续安全有效使用的变化。
(3)同时植入抗心动过缓起搏器和ICD的患者测试电装置的相互影响。
Ⅱ类:既往有明确起搏器适应证的患者,需要选择最有效的长期起搏方式和部位,以获得最佳的治疗效果。
Ⅲ类:电装置治疗的非适应证患者。
(成威)