闭塞性心肌梗死的电生理连续性

《Journal of Electrocardiology》：The electrophysiologic continuum of occlusion myocardial infarction

　　安东·P·M·戈格尔斯
马斯特里赫特大学医学中心心脏病科，荷兰马斯特里赫特

摘要
急性冠状动脉综合征过去是根据是否存在ST段抬高来分类的（ST段抬高的心肌梗死（STEMI）和非ST段抬高的心肌梗死（NSTEMI）。后者包括了STEMI等同的情况，这表明冠状动脉存在严重狭窄导致的心肌缺血。为了同时涵盖STEMI和NSTEMI的情况，提出了一个新的术语——闭塞性心肌梗死（OMI）。OMI还包括最近被认识到的其他心电图表现类型，如Aslanger征、南非旗帜征、心前区漩涡征和北方征。然而，记忆这些独立的心电图表现类型比较困难，而理解导致缺血性心电图变化的病理生理机制可能更有助于识别急性缺血综合征。本文提出了一个统一的系统，将急性冠状动脉综合征的不同心电图表现类型结合起来。该系统基于心肌缺血时心室电压梯度（从心内膜到心外膜）的变化以及心脏电活动的矢量特性。虽然这里呈现的模型是对心肌缺血时电现象学的一种简化，并不能涵盖所有方面，但它可以为OMI的概念提供理论基础，并更好地理解急性缺血综合征的各种ST-T段变化。

引言
急性冠状动脉综合征过去被分为ST段抬高的心肌梗死（STEMI）、非ST段抬高的心肌梗死（NSTEMI）（根据是否存在ST段抬高）和不稳定型心绞痛。长期以来，人们已经认识到除了STEMI之外，还存在其他心电图表现类型，这些表现也提示冠状动脉存在严重狭窄，需要迅速进行再灌注治疗[1]。这些心电图表现被称为STEMI等同型，例如：左主干/三支血管疾病（LM/3VD）型、左旋支（LCX）或右冠状动脉（RCA）病变引起的相对性心前区ST段改变、尖峰（超急性）T波、伴有尖峰T波的ST段压低（De Winter征）[2]、缺血后T波倒置（Wellens征）[1]、不符合STEMI标准的ST段改变[3]。为了结合STEMI和NSTEMI的表现类型，最近文献中提出了一个新的术语——闭塞性心肌梗死（OMI）[4][5][6]。OMI定义为由于冠状动脉完全或接近完全阻塞导致的心肌不可逆性梗死，伴有 inadequate 的侧支循环，因此需要立即进行再灌注[5]。

（实际上，“梗死”一词在STEMI和OMI中都被误用了，因为梗死实际上是指心肌的不可逆性损伤。但在临床中，它用来表示如果不能通过立即再灌注减少缺血并防止梗死，则可能发生心肌死亡。除了LM/3VD型外，OMI还包括上述提到的心电图表现类型，以及最近被识别的其他表现类型，如Aslanger征[7]、南非旗帜征[8]（由Sclarovsky等人首次描述[9]）、心前区漩涡征[10]、北方征[5]、左主干阻塞征[11]等[4][5][6]。然而，记忆这些独立的心电图表现类型比较困难，理解导致缺血性心电图变化的病理生理机制可能更有助于识别急性缺血综合征。因此，本文提出了一个统一的系统，将OMI的不同心电图表现类型结合起来。根据定义，OMI的心电图表现提示需要立即进行再灌注治疗。最初描述的LM/3VD型[12]指的是休息时心绞痛可逆的人群。在该研究中，患者的心肌酶水平没有升高，症状和缺血性心电图变化在未使用硝酸甘油的情况下自发缓解或通过硝酸甘油治疗后得到改善，这与诊断梗死的要求相反。因此，在这种情况下不需要立即进行再灌注，但由于怀疑存在严重的近端冠状动脉狭窄，仍需紧急评估和治疗。Wellens征也是一种缺血后心电图特征，出现在缺血性胸痛自行缓解或经治疗后。虽然Wellens征严格来说不属于OMI的典型表现类型，但本文仍将其包含在内。所提出的模型基于以下概念：QRS-ST-T复合波的缺血性改变是由于1. 心室电压梯度的变化、2. ST段的矢量方向以及3. 心室传导系统的激活顺序所致[11]。

不同OMI综合征的ST-T段变化
为了描述不同OMI综合征的ST-T段变化，本文仅考虑了从心内膜到心外膜的电压梯度（transmural）变化和矢量特性[13]，尽管也存在基底-顶点和前后方向的电压差异[14]，但从心内膜到心外膜的电压变化更便于在心电图上观察[15]。此外，仅考虑了收缩期变化，未考虑舒张期变化，也未考虑心室壁内的单相动作电位（AP）[16]。在这个OMI的概念框架中，重点在于ST-T段的变化，因此未考虑传导阻滞（如左束支阻滞和右束支阻滞及其组合，尽管这些都是左冠状动脉疾病的重要指标[11][17]。需要注意的是，这个模型是对心肌缺血时电现象学的一种简化，并不能涵盖所有方面。同时需要指出，从心内膜到心外膜的电压差异（transmural voltage differences）只是解释缺血性心电图表现的众多理论之一。

STEMI与OMI
经典STEMI分类方法的优点是ST段升高的特异性很高，但牺牲了敏感性，据报道敏感性仅为43%[18]。另一方面，新定义的OMI表现可能只有轻微的ST-T段变化，增加了假阳性的风险。为了正确解读可能提示心肌缺血的心电图，除了本文阐述的理论框架外，还需要考虑其他因素，如1. 基于临床背景的贝叶斯方法（如心电图记录时的胸痛情况、硝酸甘油的效果、肌钙蛋白升高等风险因素）；2. 通过比较入院时的心电图与之前的心电图或随临床情况变化后的心电图（如胸痛减轻或加重）来评估ST-T段变化的动态变化；3. 了解非动脉粥样硬化性病变引起的缺血综合征（如动脉夹层或Takotsubo综合征）；4. 识别急性（如心包心肌炎、肺栓塞）或慢性（如左心室肥厚、Brugada综合征）的缺血性心电图表现。

心室壁内动作电位的变化
心电图表面显示了心脏内电压差值随时间的变化，形成P-QRST-U波复合波。关注心室的心室壁内动作电位，可以发现心内膜和心外膜之间的激活时间和持续时间存在电压差。心内膜的动作电位通过浦肯野系统激活后，其激活模式向心外膜传播，心外膜的动作电位不仅激活时间较晚，而且由于持续时间较短，复极化也较早。这种电位差在局部心电图中表现为正向激活波、等电位平台和由于复极化时间差异导致的晚期正向偏转。所有局部心电图共同构成了心电图表面的QRS-T复合波，这一过程基于心室通过束支系统和浦肯野系统的激活顺序。

图1包含三个面板，分别展示了缺血范围（紫色线条）、动作电位变化以及相应的心电图变化：左侧显示缺血范围、动作电位变化，右侧仅显示心前区导联（V1-V6）的心电图变化。
- **面板1A**：无缺血的正常情况。心肌从心内膜到心外膜依次激活，心内膜（黑色）和心外膜（红色）动作电位的时序和持续时间差异导致局部心电图出现正向激活波（“R波”）、等电位平台（“ST段”）和正向复极化波（“T波”）。
- **面板1B**：心内膜下缺血。心内膜动作电位缩短，导致相似范围心肌的复极化阶段缩短，从而形成尖峰T波（面板1B右侧）。
- **面板1C**：心内膜下缺血向心外膜扩展，不仅使心内膜动作电位缩短，还使其平台阶段降低。由于心外膜动作电位在平台阶段超过心内膜动作电位，心电图中的ST段会出现压低（见图1C右侧）。

**亚心内膜缺血**
当冠状动脉狭窄达到临界值时，首先受到影响的是心内膜而非心外膜。一方面是因为供应心外膜的冠状动脉灌注压下降，另一方面是因为心室内压力导致的心肌壁张力增加。此外，由于心内膜在心室收缩中起重要作用，其氧需求也更高。

**超急性T波**
文献尚未明确界定什么是超急性T波，但这种情况被作为OMI的标志性表现之一[4][5]。一种常见的定义是T波曲线下面积增加（相对于QRS波幅或QRS波面积）。然而，超急性或尖峰T波也被描述为高而窄、对称的T波[19]，这一描述与观察结果一致：在心内膜下缺血时，心内膜的单相动作电位缩短[20]。图1B展示了这种情况，心内膜动作电位缩短导致心肌复极化阶段缩短，从而形成尖峰T波（面板1B右侧）。

图中进一步展示了缺血的扩展情况：
- **面板2A**：左主干或三支血管病变引起的广泛心内膜下缺血。缺血更为严重，心内膜动作电位逐渐减弱，而心外膜动作电位保持完整，导致ST段压低（见图2A右侧V4-V6导联）。
- **面板2B**：心内膜下缺血进一步扩展，涉及心外膜。此时心外膜动作电位的平台阶段降低，导致两种动作电位趋于一致，ST段出现“假正常化”。心前区导联未见ST段变化。几分钟后胸痛加剧，ST段出现明显压低（见补充材料中的图8）。众所周知，在缺血性胸痛期间出现ST段变化并不罕见。例如，在Carmenta试验中，一半因胸痛就诊的患者最终被诊断为心肌梗死[22]。

**结论**
本文提出的统一系统基于以下概念：缺血性QRS-ST-T复合波的变化是由1. 心室电压梯度变化、2. ST段的矢量方向以及3. 心室传导系统的激活顺序引起的[11]。尽管这个模型是对心肌缺血时电现象学的一种简化，并不能涵盖所有方面，但它为OMI的概念提供了理论基础，并有助于更好地理解急性缺血综合征的各种ST-T段变化。这导致局部心电图（ECG）中出现ST段抬高（STE），但在 Standards and Definitions of Myocardial Infarction（STD）中，如果缺血区域的位置使得常规心电图（ECG）中的任何导联都无法直接覆盖该缺血区域，因为缺血发生在电极的对侧（见图2C右侧部分），则会出现ST段压低（STD）。图2进一步展示了缺血的穿壁扩展情况：图2A表示全心内膜下缺血；图2B表示缺血扩展至中层心肌并伴随ST段（伪）正常化；图2C表示缺血发生在电极正极的对侧。图3A显示了与图2C类似的穿壁缺血情况，但发生在记录电极的位置，这将导致ST段抬高（STE OMI）；图3B右侧部分显示在广泛下壁梗死的情况下，V4-V6导联出现ST段抬高，而V1-V3导联由于对侧电极的病变而出现ST段压低。图3C显示在没有预处理或其他保护机制（如冠状动脉痉挛或斑块破裂）的情况下，未准备的心肌会发生严重缺血，此时心内膜动作电位进一步衰减，而敏感的心外膜动作电位几乎完全消失，导致心电图呈现明显的“墓碑样”ST段抬高（见图3B右侧部分）。图3C还显示了再灌注后的T波倒置现象，由于心外膜动作电位的恢复速度快于心内膜动作电位，因此T波出现倒置。这种发生在前胸导联的现象被称为Wellens征，但它可能出现在任何面向缺血区域的导联中。这种现象仅在De Winter心电图中观察到，如图9（补充材料）所示。图4展示了STE OMI（左侧图）和STD OMI（右侧图）情况下ST矢量在额面的方向[24]：LAD闭塞时，ST矢量可能从右侧上方指向左侧下方，具体取决于闭塞位置是靠近第一间隔支还是对角支；对角支和左主干闭塞会导致ST矢量朝向外侧；LAD远端闭塞或LCX/RCA参与下壁梗死时，ST矢量会朝向下方（见图11，补充材料）。图5展示了某些新描述的心电图模式中的ST矢量方向：Aslanger模式包括仅在III导联中出现ST段抬高，而其他下壁导联无变化；Precordial swirl征不仅有V5-V6导联的ST段压低和V1-V2导联的ST段抬高，有时还伴有aVR和aVL导联的ST段抬高；“Northern”模式要求aVL和aVR导联出现ST段抬高，而下壁和V4-V6导联出现ST段压低；“South African flag”征[8]（仅适用于4×3心电图格式，不适用于Cabrera格式的心电图）具有前外侧ST矢量方向，与心前部梗死位置相关[28/29]。图6展示了缺血的病理生理学示意图：II、III、aVF和V6导联出现ST段抬高，表明下壁心肌受累；V2和V3导联出现ST段压低（De Winter征）；冠状动脉造影显示LAD远端闭塞并伴有侧支循环；LCX疾病时根据病变部位和是否存在内膜下缺血，ST矢量方向不同。图7展示了最近描述的一些心电图模式中的ST矢量方向。图8和图9提供了缺血病理生理学的示意图。