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腺苷负荷超声心动图结合斑点追踪成像技术检测兔缺血心肌的研究

2013-10-17钟慧颖李金国

中国医药导报 2013年2期
关键词:家兔腺苷节段

钟慧颖 李金国 钟 玲

福建医科大学附属协和医院心脏彩超室,福建福州 350001

腺苷超声心动图负荷试验(ASE)结合二维斑点追踪显像(STE)识别缺血心肌的试验研究近年来国内多有报道,但在小型动物模型试验中鲜有利用冠脉造影结果对ASE结合STE结果进行评判的报道。而冠脉造影是目前公认的诊断心肌缺血的金标准,结合冠脉造影结果对试验结果进行评判可增加试验结果的说服力。本研究旨在对照冠脉造影结果探讨ASE结合STE在识别兔缺血心肌中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 实验动物分组及造模方法

健康家兔36只,由福建医科大学实验动物中心提供,体质量(2.4±0.1)kg,随机分为对照组 10只,模型组 26只。所有家兔均为麻醉后开胸,暴露冠状动脉左前降支,模型组家兔以无损伤线不全结扎左前降支,使其内径减少50%,对照组家兔仍以无损伤线穿过左前降支,但不结扎左前降支。所有家兔均于术后喂养4周。

1.2 仪器与方法

1.2.1 实验仪器 TKR-200C小动物呼吸机;GE VIVId-7 DIMENSION超声诊断仪;EchoPAC-7多参数工作站。

1.2.2 实验方法 超声图像采集:所有家兔均于术后4周行腺苷超声心动图负荷试验(ASE)。家兔麻醉后于心电监护下穿刺耳静脉建立静脉通道输注腺苷,分为0、80、100 μg/(kg·min)3 个剂量组,每个剂量组维持 3 min。使用 Vivid-7超声心动诊断仪,配备二维应变成像软件及EchoPAC-7多参数工作站。分别于各个剂量组第3分钟采集左室乳头肌短轴切面的二维超声图像。于该切面使用解剖M型超声测量射血分数(EF)。所有测量值取3次测量的均值。选取心率稳定的连续3个心动周期的动态原始图像储存,并传输到EchoPAC-7多参数工作站。

1.2.3 数据分析 进入EchoPAC-7多参数工作站,停帧并选取二维图像最为清晰的界面,按照提示到二维应变界面中。沿顺时针方向手动于心内膜取点,系统自动生成包含心内膜、中层及心外膜缘曲线,调整包绕曲线的宽度,使其与心肌厚度一致。系统将自动跟踪心肌组织运动变化,获得成功节段后,自动显示左室乳头肌短轴切面6个节段的应变曲线图。室壁的径向应变(RS)反映了室壁收缩期的增厚程度,局部心肌增厚时以正值表示,变薄时以负值表示。记录6个节段心肌的最大收缩期径向应变(PRS)。所有图像均由两个有经验的超声医师进行分析,取3个心动周期的参数平均值。

1.3 诊断标准

以冠状动脉造影为金标准,得出ASE结合STE诊断缺血心肌的敏感性和特异性。

1.4 统计学方法

采用Excel 2003进行统计分析,计量资料数据以均数±标准差(±s)表示,所有变量均经正态性检验服从正态分布。重复测量的计量资料采用方差分析,两两比较采用LSD-t检验。以P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 家兔基本指标分析

负荷实验开始后,对照组及模型组家兔的心率及EF均随着腺苷剂量的增加而增大,但各剂量组间的差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 正常组及模型组家兔腺苷不同剂量时EF及心率的变化情况(±s)

表1 正常组及模型组家兔腺苷不同剂量时EF及心率的变化情况(±s)

指标 组别 0 μg/(kg·min)80 μg/(kg·min) 100 μg/(kg·min)EF(%)HR(次/min)对照组模型组对照组模型组0.68±0.13 0.61±0.12 160±22 169±19 0.73±0.08 0.63±0.10 162±20 175±16 0.76±0.11 0.66±0.07 166±18 178±16

2.2 与冠脉造影结果对照

2.2.1 冠状动脉造影结果 模型组26只家兔中,4只家兔的左前降支狭窄程度在20%~30%,20只家兔的左前降支狭窄程度在75%~90%,2只家兔的左前降支狭窄程度≥95%。对照组10只家兔的左前降支均未见明显狭窄。以冠状动脉造影结果为金标准,以心肌缺血节段的PRS小剂量时增大,大剂量时反而明显减小为阳性诊断标准,ASE结合STE检测心肌缺血的敏感性为87.8%,特异性为87.8%。见表2。

2.2.2 STE结果 正常组和模型组各剂量组的PRS变化情况见图1~3和表3。正常组PRS均随着腺苷剂量的增加而增大,但增大不明显,各剂量组间无差异。模型组缺血心肌节段在腺苷 0、80 μg/(kg·min)时 PRS 随着剂量的增加而增大,与正常组同一剂量组的相应节段比较有差异;100 μg/(kg·min)时反而减小,而且也明显低于正常组同一剂量组的相应节段。模型组正常心肌节段PRS在各剂量组的变化特点与正常组的心肌节段相同,且与正常组各剂量组间的比较差异均无统计学意义(P>0.05)。

表2 STE结合ASE检测缺血心肌与冠状动脉造影结果的比较(个)

表3 正常组及模型组家兔腺苷不同剂量时PRS的变化情况(±s,%)

表3 正常组及模型组家兔腺苷不同剂量时PRS的变化情况(±s,%)

注:与 0 μg/(kg·min)时模型组比较,#P < 0.05;与 80 μg/(kg·min)时模型组比较,▲P < 0.05;相同剂量时与正常组比较,*P < 0.05

剂量[μg/(kg·min)]组别 前间隔 前壁 侧壁 后壁 下壁 后间隔0 80 100正常组模型组正常组模型组正常组模型组27.6±10.5 8.6±3.5*30.0±11.0 16.6±6.2#*33.3±10.7 8.3±3.7▲*29.0±10.8 9.0±4.0*33.1±9.6 19.3±6.4#*36.9±7.5 10.6±5.0▲*33.6±12.6 28.7±10.7 35.5±10.1 32.3±7.6 38.2±8.4 35.9±10.4 33.9±11.1 33.2±11.3 36.2±8.5 37.0±9.2 39.1±10.1 39.0±11.9 31.6±11.33 31.4±10.6 32.4±10 35.0±9.4 35.7±7.9 38.5±12.0 31.1±9.7 16.0±7.7*35.8±9.1 26.0±11.7#*36.9±8.8 17.1±8.5▲*

2.2.3 冠脉不同程度狭窄家兔各剂量组时PRS的对应情况见表4。两只狭窄程度在20%~30%的家兔缺血节段在腺苷0、80、100 μg/(kg·min) 时 PRS 随着剂量的增加而增大,但没有明显增大。两只狭窄程度≥95%的家兔缺血节段在腺苷 0、80 μg/(kg·min)时 PRS 随着剂量的增加而增大,但没有明显增大,100 μg/(kg·min)时明显减小。 其余 12 只家兔缺血节段在腺苷 0、80 μg/(kg·min) 时 PRS 随着剂量的增加而明显增大,100 μg/(kg·min)时明显减小。

表4 冠脉不同程度狭窄家兔缺血心肌腺苷不同剂量时PRS 对应测量值(±s)

表4 冠脉不同程度狭窄家兔缺血心肌腺苷不同剂量时PRS 对应测量值(±s)

注: 同组内与 0 μg/(kg·min) 时比较,#P < 0.05; 同组内与 100 μg/(kg·min)时比较,*P < 0.05

冠脉造影狭窄率 室壁 腺苷不同剂量时PRS 0 μg/(kg·min) 80 μg/(kg·min) 100 μg/(kg·min)20%~30%≥95%75%~90%前壁前间隔后间隔前壁前间隔后间隔前壁前间隔后间隔17.6±8.5 19.0±9.5 26.1±9.7 6.6±2.5 7.0±3.4 15.2±6.9 8.6±3.9 9.2±4.3 16.0±8.0 17.6±8.5 19.0±9.5 26.1±9.7 6.6±2.5 7.0±3.4 15.2±6.9 8.6±3.9 9.2±4.3 16.0±8.0 23.3±9.9 26.0±7.0 28.9±7.8 4.6±2.0*4.6±1.8*10.3±4.4*8.8±4.0*10.6±5.0*16.9±7.6*

3 讨论

腺苷负荷试验应用于冠心病的诊断,缺血心肌的检测已经具有多年的历史。腺苷具有较强的血管扩张作用。其与心脏A2受体结合后,可产生显著的扩血管效应。而狭窄冠脉失去了储备功能不能扩张,导致血流由缺血区流向非缺血区,前者血流量下降,这称为“横向盗血”。同时,腺苷使血流量增加,跨狭窄段压力差增大,远端灌注压下降,心内膜血流量减少,心外膜血流量增加,这称为“纵向窃血”。窃血现象使狭窄血管供血区血流减少,暴露出潜在的心肌缺血,这是腺苷负荷试验的基本原理[1]。虽然以往的许多研究报道[2]均提到腺苷负荷试验具有较高的不良反应发生率,但由于腺苷半衰期短,不良反应消失快,且本身还具有心肌保护作用,大多数人尚能耐受[3]。本研究中,未出现因腺苷副作用而导致的家兔死亡事件。

STE是近年发展起来的测量心肌运动变形的新技术[4]。它是在高帧频二维灰阶超声图像的基础上,根据组织灰阶自动追踪感兴趣区内不同像素的心肌组织在每帧图像中的位置,并与上帧图像中的位置比较,从而分析得到心肌收缩舒张的形变信息,可更全面、准确地反映局部心肌的运动[5-6]。冠脉造影是公认的诊断心肌缺血的金标准,通过将试验结果与冠脉造影结果进行比较分析可增加试验结果的说服力[7-8]。本研究中,狭窄程度在20%~30%的家兔缺血节段在腺苷 0、80 μg/(kg·min) 时 PRS 随着剂量的增加而增大,100 μg/(kg·min)时 PRS 无明显增大。 狭窄程度≥95%的家兔缺血节段在腺苷 0、80 μg/(kg·min) 时 PRS 随着剂量的增加而增大,但没有明显增大,100 μg/(kg·min)时明显减小。狭窄在75%~90%的家兔缺血节段在腺苷0、80 μg/(kg·min)时 PRS 随着剂量的增加而明显增大,100 μg/(kg·min)时反而减小。缺血心肌节段运动表现为随腺苷剂量增加而持续增高,说明心肌的氧供平衡尚好;表现为小剂量时增高,大剂量时恶化,表明心肌在低负荷时氧供平衡尚好,高负荷时氧供失衡,但如能及时解决氧供矛盾,尚能得到较好的恢复;表现为小剂量时增加但增幅不大,大剂量时明显恶化,表明心肌缺血严重,心肌储备低[9]。ASE结合STE的检测结果与冠脉造影相吻合,证实ASE结合STE技术是一种可行的检测缺血心肌的新方法。

本次研究结果提示通过与冠脉造影结果的对照,STE结合ASE是一种检测缺血心肌的简便有效的新方法,对冠心病患者的诊断、治疗及预后评判具有良好的指导意义。尽管STE作为一种新技术还存在对图像要求较高及重复性较差等局限性,但相信通过对其分析方法和的应用条件的不断规范及改进,仍具有广阔的临床应用前景。

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