超聲心動(dòng)圖對左室慢性心肌缺血心肌功能及微循環(huán)灌注的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、背景與目的： 缺血性心臟病是常見的心臟疾病，冠狀動(dòng)脈狹窄是其最常見原因(冠心病，coronaryarterydisease，CAD)，臨床上慢性心肌缺血比急性缺血更常見。左室收縮功能是判斷CAD患者病情的一項(xiàng)重要指標(biāo)，而左室收縮功能與心肌缺血的程度、范圍及有效血流灌注有關(guān)。既往研究表明，在發(fā)病初期，當(dāng)局部心肌運(yùn)動(dòng)異常時(shí)，由于鄰近節(jié)段心肌代償，整體功能測值很可能正常，從而誤認(rèn)為心功能正常。因此，準(zhǔn)確判斷節(jié)段心肌的運(yùn)動(dòng)功能及血流灌注

2、具有重要作用。 心臟有節(jié)律地收縮和舒張是維持正常心功能的必要條件。研究已證實(shí)，心臟再同步化治療(cardiacresynchronizationtherapy，CRT)是改善非同步化患者心功能的有效方法。但是CRT治療首先需要確定哪些患者會(huì)因此獲益，即確定非同步化。RT-3DE通過勾劃心內(nèi)膜緣直接顯示左室的三維立體形態(tài)，準(zhǔn)確反映節(jié)段容積在心動(dòng)周期中的變化，在評(píng)價(jià)左室收縮同步性方面具有潛在的優(yōu)勢。 新近發(fā)展起來的超聲斑點(diǎn)追

3、蹤成像(speckletrackingimaging，STI)，通過追蹤二維圖像上的心肌回聲斑點(diǎn)來分析心肌的運(yùn)動(dòng)軌跡，可從多個(gè)方向評(píng)價(jià)心肌節(jié)段應(yīng)變，無多普勒應(yīng)變的角度依賴性。研究表明，STI測量結(jié)果與聲納微測儀及心肌加標(biāo)記磁共振所得結(jié)果高度相關(guān)，觀察者內(nèi)和觀察者間的差異也較小，可重復(fù)性好，可靠性較高。 左心室室壁運(yùn)動(dòng)與其血流灌注情況密切相關(guān)，良好的灌注是保證心肌收縮力的必要條件。冠心病患者由于心肌缺血導(dǎo)致心肌代謝異常，從而引起運(yùn)

4、動(dòng)異常。近年發(fā)展起來的實(shí)時(shí)心肌聲學(xué)造影(real-timemyocardialcontrastechocardiography,RT-MCE)，可實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示心肌內(nèi)微泡從無到有的再充盈過程。經(jīng)靜脈注入造影劑后，因造影劑微泡與紅細(xì)胞大小相似，可隨血流到達(dá)心肌組織，分析到達(dá)心肌的微泡數(shù)量及微泡充盈心肌的速度可反映局部毛細(xì)血管床的容量及血流速度，因此，通過探測心肌組織內(nèi)的微泡顯影情況，MCE可從微循環(huán)水平定量分析局部心肌的灌注情況。

5、冠狀動(dòng)脈具有強(qiáng)大的代償功能，靜息狀態(tài)下，輕度甚至中度狹窄的冠狀動(dòng)脈仍能滿足正常供血，因此供血節(jié)段可表現(xiàn)為室壁運(yùn)動(dòng)正常。通過人為施加負(fù)荷，誘發(fā)心肌耗氧量增加，狹窄的冠脈供血不能相應(yīng)增加，相應(yīng)節(jié)段就會(huì)出現(xiàn)心肌缺血，此時(shí)行超聲心動(dòng)圖檢查，可發(fā)現(xiàn)室壁運(yùn)動(dòng)異常，因此有利于發(fā)現(xiàn)靜息時(shí)不能發(fā)現(xiàn)的冠心病。小劑量多巴酚丁胺為常用的藥物負(fù)荷方法，即多巴酚丁胺負(fù)荷超聲心動(dòng)圖(dobutaminestressechocardiography，DSE)。DSE常

6、與靜息狀態(tài)下的檢查進(jìn)行聯(lián)合分析，用于評(píng)價(jià)其靜息及負(fù)荷狀態(tài)下的心肌運(yùn)動(dòng)及微循環(huán)灌注及其儲(chǔ)備，可提高診斷的敏感性和準(zhǔn)確性。 本研究的目的是通過建立冠狀動(dòng)脈左旋支慢性狹窄的動(dòng)物模型，應(yīng)用RT-3DE、RT-MCE結(jié)合DSE，定量評(píng)價(jià)缺血后左室節(jié)段心肌的收縮、微循環(huán)灌注及其儲(chǔ)備，并通過STI檢查評(píng)價(jià)缺血后應(yīng)變和扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的改變。 方法： 以10只健康家豬(體重20～26Kg)為研究對象，采用開胸手術(shù)在左旋支(LeftCir

7、cumflexArtery，LCX)近端放置Amerioid縮窄環(huán)建立慢性心肌缺血模型。動(dòng)物麻醉后，取左側(cè)臥位置于檢查臺(tái)上，于模型制作前及術(shù)后1～6w每周行RT-3DE、RT-MCE、Vivid7超聲心動(dòng)圖檢查。于當(dāng)日或第二日行選擇性冠狀動(dòng)脈造影，冠脈狹窄程度以狹窄血管內(nèi)徑與鄰近正常血管內(nèi)徑的百分比表示，并據(jù)此將所有動(dòng)物所有檢查進(jìn)行分組：輕度狹窄組(狹窄(50％)，中度狹窄組(狹窄50％～75％)，重度狹窄組(狹窄≥75％)，建模前正常

8、豬歸為對照組。以冠脈狹窄≥90％作為實(shí)驗(yàn)終點(diǎn)，以10％氯化鉀靜注處死動(dòng)物，取左室行TTC、常規(guī)HE、Poley染色及鈾-鉛雙染色電鏡檢查，觀察其病理變化。 1.模型建立簡要步驟 氯胺酮300mg(約15mg//Kg)、速眠新20mg和阿托品1mg肌肉注射誘導(dǎo)麻醉，氣管插管，接呼吸機(jī)及心電監(jiān)護(hù)儀，靜脈與吸入復(fù)合麻醉維持，左胸第4肋間切開10厘米進(jìn)胸。于LCX起始部置入內(nèi)徑2.25mm的Ameroid縮窄環(huán)，以無菌塑料束帶環(huán)

9、繞Ameroid縮窄環(huán)。縫合心包，逐層關(guān)胸。 2.實(shí)時(shí)三維及心肌聲學(xué)造影圖像采集及分析 動(dòng)物取左側(cè)臥位，連接肢體導(dǎo)聯(lián)心電圖。RT-3DE檢查使用PhilipsiE33彩色超聲診斷儀，X3-1探頭，于心尖區(qū)獲取全容積三維數(shù)據(jù)圖像，對圖像質(zhì)量欠佳者，于注射造影劑后再采集圖像。RT-MCE采用iE33S5-1探頭，采集胸骨旁左室中部層面短軸觀圖像，造影劑為本實(shí)驗(yàn)室自制“脂氟顯”，劑量0.02ml/kg。選心肌造影模式，機(jī)械指數(shù)

10、(MI)0.1，Beats20。圖像采集完成后，以微量輸液泵經(jīng)靜脈持續(xù)注入小劑量多巴酚丁胺，逐漸增加劑量直至靶心率較負(fù)荷前增加20bpm左右，重復(fù)上述RT-3DE及RT-MCE采圖。 圖像拷貝至QLAB5.2工作站進(jìn)行脫機(jī)分析。以3DQ及3DQA軟件分析實(shí)時(shí)三維圖像，軟件自動(dòng)得出左室整體EF及各節(jié)段EDV、ESV等參數(shù)，計(jì)算節(jié)段EF(SEF)。軟件并分析左室節(jié)段間達(dá)最小容積時(shí)間(Timetominimalsegmentalvol

11、ume，Tmsv)，得到左室多節(jié)段間Tmsv的最大差值Tmsv-dif、標(biāo)準(zhǔn)差Tmsv-SD及其標(biāo)化值(以占心動(dòng)周期的百分比表示，便于不同心率受檢者之間比較)，以判斷左室內(nèi)收縮同步性。造影圖像采用ROI進(jìn)行定量分析，評(píng)價(jià)節(jié)段微循環(huán)灌注，參數(shù)包括A值、β值、A×β值，分別反映局部心肌血容量、心肌內(nèi)血流速度及局部心肌血流量。將上述各參數(shù)負(fù)荷后與負(fù)荷前的比值定義為儲(chǔ)備值，用于評(píng)價(jià)收縮及灌注儲(chǔ)備功能。 3.二維應(yīng)變圖像采集及分析

12、 使用GEVivid7彩色超聲診斷儀，M3S探頭，諧波頻率，幀頻≥50幀/s。采集胸骨旁左室系列短軸(二尖瓣環(huán)、乳頭肌、心尖平面)連續(xù)三個(gè)心動(dòng)周期圖像，分別代表左室基底部、中部和心尖部，各平面依次分為前間隔、前壁、側(cè)壁、后壁、下壁和后間隔6個(gè)節(jié)段。以EchoPAC軟件進(jìn)行分析，自動(dòng)得出各節(jié)段心肌徑向應(yīng)變峰值(peakradialstrain，RS)、環(huán)向(或圓周)應(yīng)變峰值(peakcircumferencialstrain，CS)、及收

13、縮期旋轉(zhuǎn)角度峰值(peaksystolicrotationangle，Rot)，以心尖與二尖瓣平面峰值旋轉(zhuǎn)角度之差值反映左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)角度(Tor)。探討心肌節(jié)段二維應(yīng)變及各節(jié)段旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及左室扭轉(zhuǎn)角度的改變。 4.99mTc-MIBI門控心肌灌注顯像及圖像分析 于超聲心動(dòng)圖檢查后1～3天行核素檢查。使用GEInfiniaHawkeyeSPECT儀，低能高分辨準(zhǔn)直器，采用TwoDay法行靜息及負(fù)荷門控心肌灌注斷層顯像。首日經(jīng)

14、豬耳靜脈注射15mCi99mTc-MIBI后約1.5小時(shí)后行靜息掃描，次日行負(fù)荷掃描。實(shí)驗(yàn)過程中方法和參數(shù)設(shè)置不變。 應(yīng)用EmoryCardiacToolboxforcardiac(ECTb)進(jìn)行定量分析。軟件自動(dòng)得出EDV、ESV、SV、EF等心功能參數(shù)及左室肌塊質(zhì)量(LVMass)。與超聲圖像相對應(yīng)，將左室短軸圖像以右心室為標(biāo)志，順時(shí)針方向依次分為6個(gè)節(jié)段，測量并記錄各節(jié)段感興趣區(qū)放射性計(jì)數(shù)，評(píng)價(jià)心肌灌注。 5.統(tǒng)計(jì)

15、學(xué)分析 使用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行分析。參數(shù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±S)表示，負(fù)荷前后比較采用配對T檢驗(yàn)，多組間比較采用單因方差分析(ONE-WAYANOVA)，用LSD法進(jìn)行均數(shù)間多重比較。以p＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，以p＜0.01為差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。 結(jié)論： 1.開胸法于家豬冠狀動(dòng)脈左旋支近端置入Ameroid縮窄環(huán)，經(jīng)冠狀動(dòng)脈造影證實(shí)可成功制備慢性心肌缺血模型，方法可靠。 2.定量分析

16、表明，隨狹窄程度逐漸增加，缺血節(jié)段射血分?jǐn)?shù)和定量灌注參數(shù)呈逐漸降低趨勢。中度和重度狹窄組與對照組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。 3.RT-MCE所測血流量與SPECT所測放射性計(jì)數(shù)相關(guān)性好。冠狀動(dòng)脈在正常狀態(tài)下具有良好的儲(chǔ)備能力。輕、中度狹窄組缺血節(jié)段心肌仍存在儲(chǔ)備能力，但儲(chǔ)備值分析發(fā)現(xiàn)，其儲(chǔ)備能力較正常組降低。重度狹窄組缺血節(jié)段收縮功能及灌注指標(biāo)降低、儲(chǔ)備能力喪失，非缺血節(jié)段儲(chǔ)備值也降低。 4.實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖通過定量分析

17、左室多個(gè)節(jié)段間達(dá)最小容積時(shí)間之最大差值、標(biāo)準(zhǔn)差及其標(biāo)化值，可評(píng)價(jià)左室內(nèi)機(jī)械不同步性，標(biāo)化值較絕對值能更敏感地發(fā)現(xiàn)收縮不同步。 5.隨狹窄程度進(jìn)行性增加，缺血節(jié)段徑向及環(huán)向應(yīng)變、旋轉(zhuǎn)角度均呈逐漸降低趨勢，中、重度狹窄組缺血區(qū)多數(shù)節(jié)段應(yīng)變及旋轉(zhuǎn)角度較對照組降低。 6.超聲斑點(diǎn)追蹤成像、實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖、實(shí)時(shí)心肌聲學(xué)造影從不同方面反映心肌缺血后左室各節(jié)段心肌的運(yùn)動(dòng)及微循環(huán)灌注的變化，聯(lián)合應(yīng)用負(fù)荷試驗(yàn)可評(píng)價(jià)靜息及負(fù)荷狀態(tài)下的運(yùn)