自１８８７年Ａｕｇｕｓｔｕｓ記錄到人類首份心電圖以來，心電圖技術(shù)經(jīng)過百年的發(fā)展已成為臨床心內(nèi)科最重要的無創(chuàng)檢查方法之一。然而，雖然心電圖有了一個多世紀(jì)的臨床應(yīng)用，但其許多機制特別是Ｔ波形成仍然存在爭議。筆者將對Ｔ波相關(guān)研究作一綜述和總結(jié)。１８５６年，兩個德國生理學(xué)家Ｋｏｌｌｉｋｅｒ ａｎｄ Ｍｕｌｌｅｒ首次嘗試探究心臟電活動并發(fā)現(xiàn)兩個收縮波形，而第二個“收縮”可能就是Ｅｉｎｔｈｏｖｅｎ在日后提及的Ｔ波。到１８８０年，Ｂｕｒｄｏｎ－Ｓａｎｄｅｒｓｏｎ等首次在青蛙心臟上發(fā)現(xiàn)心室激動順序是基底到心尖部，同時記錄到正向的Ｒ波和負向的Ｔ波雙向波形，并且認為Ｔ波與心室復(fù)極相關(guān)。等對羊心室基底部和心尖部的組織切片做電生理檢測，發(fā)現(xiàn)基底部的動作電位長于心尖部。并且通過升高基底部的溫度可以縮短動作電位時程，同時形成更深、更長并且倒置的Ｔ波。自此心尖－基底部離散度被認為是Ｔ波在哺乳動物形成的主要理論依據(jù)，直到９０年代初Ａｎｔｚｅｌｅｖｉｔｃｈ等人發(fā)明離體楔形模型并提出中層（Ｍ）細胞的概念才將這一理論打破。Ｍ 細胞的發(fā)現(xiàn)極大了推動了對Ｔ波形成的理解。Ａｎｔｚｅｌｅｖｉｔｃｈ等人發(fā)現(xiàn)心室肌并非均一性的結(jié)構(gòu)，其可以分為心外膜細胞、Ｍ 細胞以及心內(nèi)膜細胞三種類型，并且每種細胞都有獨特的電生理學(xué)特性。隨后，Ｙａｎ及Ａｎｔｚｅｌｅｖｉｔｃｈ對離體左室楔形模型同時記錄三類細胞的動作電位和該塊心肌的模擬心電圖。研究發(fā)現(xiàn)Ｍ 細胞與心外膜細胞和心內(nèi)膜細胞復(fù)極過程中產(chǎn)生的電位差形成了Ｔ波的上升支和下降支，Ｔ波頂峰對應(yīng)著心外膜細胞復(fù)極結(jié)束，而Ｔ波終點對應(yīng)Ｍ 細胞復(fù)極結(jié)束。
因此，Ｍ 細胞的動作電位時程基本等同于心電圖上的ＱＴ間期，心外膜細胞動作電位時程基本等于ＱＴｐｅａｋ間期，而從Ｔ 波頂點至Ｔ 波終點的距離（Ｔｐｅａｋ－Ｔｅｎｄ）等同于心室跨壁離散度（圖１）。
同時，該研究進一步應(yīng)用索他洛爾等藥物干預(yù)心臟組織塊動作電位時程和幅度，并得到一致的結(jié)論。隨后，一些研究也為復(fù)雜形態(tài)Ｔ波比如負向Ｔ波、雙峰Ｔ波甚至三相Ｔ波的形成提供了理論基礎(chǔ)。至此，Ｔ波形成依賴于心室跨壁離散度成為新的Ｔ波形成機制理論基礎(chǔ)。Ｘｉａ等結(jié)合單向動作電位和三維電磁標(biāo)測系統(tǒng)，在１２０次／分的心房起搏頻率下對在體豬心進行高密度標(biāo)測。結(jié)果發(fā)現(xiàn)雖然單向動作電位復(fù)極最晚多位于心外膜，但是心室整體復(fù)極離散度遠遠大于相同條件下的心室組織塊的跨壁復(fù)極離散度，而在心電圖上心室整體最早復(fù)極與Ｔｐｅａｋ一致，心室整體復(fù)極最晚與Ｔｅｎｄ一致，提示ＴｐＴｅ可能更多反映的是心室整體復(fù)極離散度。同時，Ｏｐｔｈｏｆ等也進行了狗的在體研究，該研究在同時記錄心室心內(nèi)膜和心外膜復(fù)特點的同時，也標(biāo)測了心室壁內(nèi)的電位記錄，并同時起搏心室刺激心室電重構(gòu)以觀察Ｔ波的變化。結(jié)果類似于Ｘｉａ等的發(fā)現(xiàn)，并發(fā)現(xiàn)整體心室的復(fù)極離散度在Ｔ波形成中起重要作用。另外，心室電重構(gòu)雖增加了心室跨壁復(fù)極離散度，但Ｔｐｅａｋ－Ｔｅｎｄ并未出現(xiàn)明顯的變化。值得一提的是，在整個該研究過程中心肌間電極未發(fā)現(xiàn)復(fù)極時程最長的中間層Ｍ 細胞（圖２）。
圖２ 應(yīng)用ＣＡＲＴＯ三維標(biāo)測系統(tǒng)結(jié)合單向動作電位記錄技術(shù)進行心室的整體復(fù)極研究 隨著研究的不斷深入，越來越多的實驗發(fā)現(xiàn)在Ｔ波形成的過程中包括心尖－基底部，左室－右室在內(nèi)等不同方向的心肌整體復(fù)極離散度起主導(dǎo)作用，這一結(jié)論也在包括狗、豬以及人類等不同物種的心臟上得到印證。 也有研究發(fā)現(xiàn)，雙峰Ｔ波或切跡Ｔ波是由于左室和右室的復(fù)極離散增加導(dǎo)致的。Ｍｅｉｊｂｏｒｇ等首次比較不同軸向的復(fù)極離散度和Ｔ波形成的關(guān)系，并發(fā)現(xiàn)ＴｐＴｅ＿ｔｏｔａｌ（定義為ＥＣＧ 上所有導(dǎo)聯(lián)中最早的Ｔｐｅａｋ到最晚Ｔｅｎｄ的距離）和心室整體復(fù)極離散度最相關(guān)，也就是說Ｔ波形成是不同軸向的復(fù)極離散度綜合作用的結(jié)果（圖３）。
最近，Ｏｐｔｈｏｆ等對３個心臟捐獻患者的健康心臟進行體外灌注Ｌａｎｇｅｎｄｏｒｆｆ液和血液，通過２４根跨壁探針共９２個單極電極標(biāo)測心臟除極、復(fù)極以及激動恢復(fù)時間（ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｒｅｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｉｎｔｅｒｖａｌ，ＡＲＩ），結(jié)果提示３個心臟復(fù)極模式不盡相同，復(fù)極從多個位點同時開始，復(fù)極向量包括心電各軸且仍未發(fā)現(xiàn)復(fù)極明顯延長的Ｍ 細胞（圖４）。
圖４ ３個離體人類心臟的除極（第一行）和復(fù)極模式圖（第二行）因此，是否存在跨壁復(fù)極離散度，如果存在其對Ｔ波形成究竟有無貢獻仍在爭論之中。另外，也有觀點認為Ｔ波形成是心室跨壁離散度和心臟整體復(fù)極離散度共同作用的結(jié)果。但是為何在不同模型下會得出截然不同的結(jié)論？首先，有研究認為離體楔形模型和完整心臟模型的不同導(dǎo)致了結(jié)論的差異。通過標(biāo)測豬的完整心臟的ＡＲＩ后將該心臟制備成離體楔形模型，并用相同方法測量ＡＲＩ，發(fā)現(xiàn)離體楔形模型的ＡＲＩ明顯長于完整心臟模型的ＡＲＩ。提示在離體楔形模型上得出的結(jié)論并不能推論到完整心臟模型；其次，并非所有制備的楔形模型都是相同的。不同的切割方式得到的離體楔形模型對結(jié)果可能產(chǎn)生巨大的影響。有研究報道，將心肌塊垂直切割制備離體楔形模型可以發(fā)現(xiàn)心肌中存在動作電位時程明顯延長的Ｍ 細胞，而沿心肌束解剖走形方向進行切割時，其心內(nèi)膜層、中層和心外膜層的動作電位時程均一致，并未發(fā)現(xiàn)動作電位時程延長明顯的Ｍ 細胞（圖５）；
第三，心臟本身為三維空腔器官，離體楔形模型無法體現(xiàn)心室前壁、后壁、心尖、心底及間隔部心肌細胞動作電位差異對Ｔ波形成的影響；第四，心室傳導(dǎo)具有時間性，離體楔形心肌作為有限大小的心肌組織無法反映傳導(dǎo)時間對心室復(fù)極離散度的影響;第五，離體楔形模型建立在較慢的起搏頻率基礎(chǔ)上（４０次／分），而在較快的頻率起搏時（１００次／分）跨壁復(fù)極離散度會明顯縮短；第六，離體楔形模型缺少記錄組織和細胞間的相互電張力以及電偶聯(lián)影響。綜上，離體楔形模型的局部動作電位不能完全反映在體的復(fù)極離散變化，存在明顯的局限性。４ 心室心肌復(fù)極順序與Ｔ波極性關(guān)系的爭議及探索早在１９１３年，Ｍｉｎｅｓ就發(fā)現(xiàn)Ｔ波不僅是心肌復(fù)極的電表達形式，而且Ｔ 波極性與動作電位時程的變化相關(guān)。隨后Ｗｉｌｓｏｎ于１９３１年將這一結(jié)論進一步完善，認為Ｔ波和Ｒ波極性一致原因是在部分心肌除極和復(fù)極必須是方向相反，也就是說在細胞層面上，先除極的心肌細胞必須最后復(fù)極才能使Ｔ波和Ｒ波的極性一致，換言之，先激動的心肌細胞其動作電位時程必須長于最后激動的心肌細胞。Ｃｏｈｅｎ等發(fā)現(xiàn)羊心室基底部和心尖部心肌切片動作電位時程有明顯的差別，認為這就是造成Ｔ 波直立的主要原因。而Ｈｉｇｕｃｈｉ和Ｎａｋａｙａ等認為，Ｔ波與ＱＲＳ波極性一致是由于跨壁離散度導(dǎo)致的。他們記錄了７只狗的心內(nèi)膜和心外膜單向動作電位，發(fā)現(xiàn)在室溫下心外膜的Ｔ波倒置（與正常狗心電圖一致），當(dāng)逐漸加熱升高心外膜溫度時，Ｔ波負極性逐漸消失。當(dāng)心內(nèi)膜動作電位時程比心外膜動作電位時程長２０～４０ｍｓ時出現(xiàn)等電位線Ｔ波，并且當(dāng)動作電位時程差增加到４０～６０ｍｓ時正向Ｔ波出現(xiàn)。但是，Ｊａｎｓｅ等認為并非跨壁離散度影響了Ｔ波極性，ＱＲＳ波和Ｔ波極性是否一致取決于心外膜（或心內(nèi)膜）的除極和復(fù)極時間。對正常人類來說，除極晚的區(qū)域復(fù)極時間短，除極早的區(qū)域復(fù)極時間長。而在犬心中則相反，其復(fù)極和除極順序大致相同，也就是說除極晚的區(qū)域復(fù)極時間反而長。這也就是為什么在人類心電圖中ＱＲＳ波和Ｔ波極性一致，而在狗心電圖中二者極性相反的原因。同時，Ｊａｎｓｅ等人也對比了跨壁方向和心尖－基底方向的復(fù)極時間和激動時間的線性關(guān)系，發(fā)現(xiàn)Ｔ波極性和跨壁離散無關(guān)（圖６）。
圖６ 圖中分別表示在狗和人心臟中復(fù)極時間和激動時間分別在心尖－基底部方向和心室跨壁方向的關(guān)系 類似的還有Ｃｏｗａｎ等人的研究，結(jié)果提示ＱＲＳ波與Ｔ波極性一致的心臟復(fù)極時間與激動時間成反比，而極性相反的心臟激動時間與復(fù)極時間成正比（圖７）。 
然而，隨著高密度電生理技術(shù)發(fā)展，研究發(fā)現(xiàn)在完整心臟中并非所有心肌除極復(fù)極都遵循上述線性關(guān)系。Ｍａｆｆｅｓｓａｎｔｉ等對３０名伴或左束支傳導(dǎo)阻滯的心力衰竭患者分別在左右室和冠狀竇進行電生理標(biāo)測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)心力衰竭伴左束支傳導(dǎo)阻滯的患者Ｔ波倒置是因為左右室間復(fù)極離散造成的，而Ｔ波的極性不單單與復(fù)極時間和激動時間的線性關(guān)系有關(guān)，可能是多因素作用下的結(jié)果。因此，在真實心臟中心肌除極和復(fù)極順序和Ｔ波極性的關(guān)系可能更加復(fù)雜和多樣（圖８）。
圖８ 在正常人類完整心臟中，不同部位除極和復(fù)極先后關(guān)系 總之，經(jīng)過數(shù)十年的研究發(fā)展，心電生理學(xué)家對Ｔ波形成的機制以及心臟復(fù)極離散的機制有了更深的理解。跨壁復(fù)極離散和心臟整體復(fù)極離散的爭論隨著研究的不斷進展，越來越多的證據(jù)支持心臟整體復(fù)極離散對Ｔ 波形成的貢獻，但這并不意味否定離體楔形模型和心室跨壁復(fù)極的價值。對于心電生理學(xué)家們來說，Ｔ波形成機制及心臟的復(fù)極仍有許多未知和爭議，比如究竟Ｍ 細胞是否存在，以及究竟哪個導(dǎo)聯(lián)可以更好的反映復(fù)極離散等一系列問題仍需進一步研究及探討。
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