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作者：郭薇,陳斌,陳德偉,浦曉東

【摘要】目的評(píng)價(jià)實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖(RT3DE)定量技術(shù)測(cè)量左室整體和節(jié)段心肌質(zhì)量的可靠性和實(shí)用性。方法建立18只急性心肌梗死(AMI)實(shí)驗(yàn)犬模型,6只健康雜種犬作為對(duì)照組。應(yīng)用實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖(RT3DE)的全容積圖像采集及定量技術(shù),測(cè)量左室整體和節(jié)段心肌質(zhì)量并與解剖測(cè)值對(duì)照。分析急性心肌梗死前后整體和節(jié)段心肌質(zhì)量的變化。結(jié)果對(duì)照組RT3DE與解剖學(xué)的方法測(cè)量左室心肌質(zhì)量有良好相關(guān)性(r=0.94)。與急性心肌梗死前比較,梗死后的心肌質(zhì)量增加(P<0.05),且與左室射血分?jǐn)?shù)(EF)值之間呈負(fù)相關(guān)性(r=-0.798)。結(jié)論應(yīng)用RT3DE測(cè)量左室整體和節(jié)段心肌質(zhì)量方法可靠,對(duì)評(píng)估心肌梗死后的早期左室重構(gòu)與心功能具有實(shí)用性。

【關(guān)鍵詞】超聲心動(dòng)描記術(shù)，三維；心肌梗死；急性??；器官測(cè)量；疾病模型，動(dòng)物

ABSTRACT:ObjectiveToevaluatetheapplicationofthequantifiedtechniqueofrealtimethreedimensionalechocardiography(RT3DE)inmeasuringwholeandsectionalmyocardialmassofleftventricle.Methods18canineswithacutemyocardialinfarction(AMI)wereincludedintheexperimentalmodel;6healthycrossbredcanineswereusedthecontrolgroup.ThroughcollectingfullvolumeimagingusingRT3DE,globalandsectionalmyocardialmassofleftventriclewasmeasuredandcomparedtotheweighedmassofdissectedhearts.ChangesofleftventricularwholeandsectionalmyocardialmasswerealsoanalyzedbeforeandafterAMI.ResultsInthecontrolgroup,myocardialmassofleftventriclesmeasuredwithRT3DEshowedstrongcorrelation(r=0.94)paredtomyocardialmassmeasuredbeforemyocardialinfarction,massmeasuredafterinfarctionwasincreased(P<0.05),andisnegativecorrelated(r=-0.798)withejectionfractionofleftventricle.ConclusionThestudyshowedthatitisreliabletouseRT3DEtomeasuretheglobalandsectionalmyocardialmassofleftventricle.Also,RT3DEhasabetterutilityforearlymodelingofleftventricleandtheevaluationofcardiacfunctionaftermyocardialinfarction.

KEYWORDS:echocardiography,threedimensional;myocardialinfarction;acutedisease;organsize;diseasemodels,animal

左室心肌質(zhì)量(leftventricularmyocardialmass,LVMM)是評(píng)價(jià)心功能的重要指標(biāo)。它對(duì)心臟的病理生理改變、病變預(yù)后評(píng)估及療效觀察,均具有重要的臨床意義。實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖(realtimethreedimensionalechocardiography,RT3DE)提供了沒(méi)有幾何形態(tài)學(xué)假設(shè)的實(shí)際顯像模式,增加心臟測(cè)量的準(zhǔn)確性[12]。筆者應(yīng)用RT3DE的定量技術(shù)測(cè)量急性心肌梗死犬的整體與節(jié)段心肌質(zhì)量,評(píng)價(jià)該技術(shù)的可靠性及實(shí)用性。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1動(dòng)物健康雜種犬24只(福建省醫(yī)學(xué)科學(xué)研究所),體質(zhì)量(12.8±3.4)kg(10～16kg)。分2組:急性心肌梗死(acutemyocardialinfarction,AMI)組18只,對(duì)照組6只。

1.1.2儀器常規(guī)二維切面掃查及實(shí)時(shí)三維超聲的全容積圖像的采集系用Sonos超聲心動(dòng)圖儀(7500型,荷蘭Philips公司),三維圖像分析及數(shù)據(jù)測(cè)量應(yīng)用TomTec三維超聲工作站的Cardiacview分析軟件(德國(guó)湯姆泰克公司)。

1.2方法

1.2.1實(shí)驗(yàn)步驟所有實(shí)驗(yàn)犬經(jīng)血清肌鈣蛋白(cTnI)檢測(cè)證實(shí)心肌缺血。建立靜脈通路后注射3%戊巴比妥鈉30mg/kg,呼吸機(jī)保持呼吸通暢,全程心電圖監(jiān)測(cè)。開(kāi)胸犬的心臟充分暴露,顯示左冠狀動(dòng)脈及其分支。探頭置于心臟表面的水囊上,顯示超聲的系列二維切面,并于心尖四腔平面采集實(shí)時(shí)全容積三維圖像。保存所有數(shù)據(jù)至光盤(pán)供測(cè)量分析。

1.2.2數(shù)據(jù)采集對(duì)照組在實(shí)時(shí)三維超聲圖像采集后,顯示左室整體室壁三維形態(tài),并按左室的3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)平面(二尖瓣水平、乳頭肌水平及心尖部水平)在三維超聲工作站上將左室切割成3個(gè)水平節(jié)段(圖1),測(cè)量整體和3個(gè)節(jié)段心肌質(zhì)量。予以10%氯化鉀處死后取出心臟,以左室解剖的3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)平面切成3個(gè)節(jié)段(圖2),測(cè)量其心肌質(zhì)量。將兩種方式獲取的左室整體和節(jié)段圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)與測(cè)值對(duì)比分析。AMI組在實(shí)時(shí)三維圖像采集后對(duì)冠狀動(dòng)脈左前降支的第1分支進(jìn)行結(jié)扎,并分別于即刻,0.5,1,2,3,4h采集三維全容積圖像,連續(xù)觀察心室壁的形態(tài)學(xué)變化,測(cè)量左室射血分?jǐn)?shù)(EF)及其整體和節(jié)段心肌質(zhì)量,脫機(jī)進(jìn)行心肌梗死前后心肌質(zhì)量與心功能的分析。隨后取出處死犬的心臟,按左室的3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)平面切成3個(gè)節(jié)段并將所有實(shí)體解剖心臟的整體與3個(gè)節(jié)段心肌稱(chēng)質(zhì)量。

1.2.3病理檢查經(jīng)1%三苯基氯化氮唑(TTC)溶液中染色10min后,放入福爾馬林溶液中固定10min送病理分析。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)處理數(shù)據(jù)用x±s表示,采用SPSS12.0統(tǒng)計(jì)分析軟件,組間比較采用t檢驗(yàn)。P<0.05為差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖對(duì)照組左室整體心肌形態(tài)呈椎形,整體及3個(gè)節(jié)段的心肌質(zhì)量與實(shí)體解剖的心肌質(zhì)量比較,差別無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),并有良好的相關(guān)性(r=0.94,表1)。AMI組左室整體與3個(gè)節(jié)段的心肌形態(tài)在冠狀動(dòng)脈結(jié)扎后2h開(kāi)始僅有心尖部形態(tài)改變,心尖水平心腔稍增寬,3h后整體心肌逐漸變薄,心腔擴(kuò)大,各節(jié)段水平心腔及心肌形態(tài)改變且以心尖部為著(圖3),4h后整體及3節(jié)段心肌質(zhì)量與心肌梗死前比較有明顯增加(P<0.05,表2)。RT3DE測(cè)量左室整體心肌質(zhì)量與EF值比較,有良好的相關(guān)性(r=-0.798,圖4)。

N:整體心肌形態(tài);A:心尖水平;B:中間水平;C:基底水平.

圖1正常犬的左室整體和3個(gè)平面的RT3DE圖像（略）

Fig1RT3DEobtainedwholeandsectionalimagingofleftventricleofcontrolcanineinthreeplanes

A:心尖水平;B:中間水平;C:基底水平.

圖2正常犬左室3個(gè)平面的節(jié)段解剖圖（略）

Fig2Sectionalimageofthedissectedleftventricleofcontrolcaninesinthreeplanes

表1對(duì)照組心肌質(zhì)量的RT3DE和實(shí)體解剖測(cè)值比較（略）

Tab1ComparisonofmeasurementofmyocardialmassobtainedusingRT3DEandthroughdissectionmg

RT3DE:實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖.

表2AMI組RT3DE心肌質(zhì)量比較（略）

Tab2ComparisonofRT3DEobtainedwholeandsectionalmyocardialmassmeasuredbeforeandaftermyocardialinfarctionmg

AMI：急性心肌梗死；RT3DE：實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖.與心肌梗死前比較,☆：P<0.05.

2.2病理解剖與實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)

2.2.1肉眼顯示對(duì)照組整體及三節(jié)段左室心肌均呈鮮紅色。冠狀動(dòng)脈分支結(jié)扎3h前,心肌顏色未見(jiàn)明顯變化,直至4h;AMI組的左室心尖部表面呈暗紅色,腔室增大及室壁變薄,TTC染色后,左室三節(jié)段有不均勻的無(wú)灌注區(qū)。

2.2.2電鏡顯示對(duì)照組心肌超微結(jié)構(gòu)完好,細(xì)胞核及核仁完整清晰,染色質(zhì)形態(tài)正常、肌小節(jié)整齊等長(zhǎng),Z線及明暗帶清晰,肌絲排列有序,線粒體無(wú)腫脹、嵴無(wú)斷裂。AMI組梗死心肌超微結(jié)構(gòu)明顯損害,肌節(jié)攣縮,小節(jié)長(zhǎng)短不一,Z線模糊,肌絲水腫、紊亂或溶解斷裂,明暗帶不清,線粒體明顯腫大、嵴融合斷裂,細(xì)胞核增大,核仁模糊(圖5)。

2.2.3血清肌鈣蛋白(cTnI)檢測(cè)與心肌梗死前比較,AMI組2h后血清肌鈣蛋白(cTnI)的測(cè)值明顯升高。

3討論

盡管二維超聲心動(dòng)圖已作為評(píng)價(jià)心肌質(zhì)量的有效方法,但受二維平面顯像的影響,對(duì)局部心肌質(zhì)量的評(píng)估有一定的局限性[34]。RT3DE的問(wèn)世,提高了測(cè)量心肌質(zhì)量的準(zhǔn)確性,尤其對(duì)節(jié)段局部心肌的定量診斷優(yōu)于傳統(tǒng)的二維超聲心動(dòng)圖[56]。本研究通過(guò)應(yīng)用RT3DE測(cè)量正常犬心臟的整體與節(jié)段局部心肌質(zhì)量,并與實(shí)體解剖對(duì)照,其結(jié)果基本一致,顯示了該技術(shù)應(yīng)用的可靠性與可行性。

心肌梗死后,梗死區(qū)域在心室內(nèi)壓力的作用下心室壁可逐漸變薄、擴(kuò)張,非梗死區(qū)心肌增厚。而心尖部是最容易受到梗死擴(kuò)展損傷的區(qū)域[7]。本實(shí)驗(yàn)犬的左冠狀動(dòng)脈分支被結(jié)扎后,其所灌注的心肌區(qū)域受損,且以心尖部為著。根據(jù)病理結(jié)果顯示,由于梗死區(qū)的正常心肌細(xì)胞破裂,肌束之間的滑動(dòng)減少了整個(gè)室壁心肌細(xì)胞數(shù)目,故使心室壁變薄和擴(kuò)展。與正常犬比較,18只AMI實(shí)驗(yàn)犬的整體、節(jié)段局部心肌質(zhì)量均有不同程度的增加(P<0.05)。心肌梗死區(qū)域的的擴(kuò)展始于AMI后數(shù)小時(shí),是AMI早期重構(gòu)的特征[8]。在AMI早期,僅有心尖部局部的形態(tài)改變;而AMI后期可見(jiàn)心尖部心肌明顯變薄,心腔擴(kuò)大,心肌的整體、中間部及心尖部質(zhì)量均明顯增加。AMI后隨著左室質(zhì)量的增加,其心室收縮功能即降低,這種心肌質(zhì)量的改變反映了AMI后左室重構(gòu)的過(guò)程及左室收縮功能狀況。研究表明,實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖能直觀地展現(xiàn)心室各節(jié)段形態(tài)的變化,準(zhǔn)確定量整體和局部節(jié)段心肌的質(zhì)量,評(píng)價(jià)心臟收縮功能。AMI后的心室形態(tài)改變、心肌質(zhì)量增加,提示心室重構(gòu)的存在和左室收縮功能的降低。實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖定量心肌質(zhì)量,對(duì)評(píng)估心肌梗死后的早期左室重構(gòu)與心功能有重要的實(shí)用價(jià)值。

N:整體心肌形態(tài);A:心尖水平;B:中間水平;C:基底水平.

圖3AMI犬的左室整體和節(jié)段心肌RT3DE圖像（略）

Fig3RT3DEobtainedwholeandsectionalmyocardialimagingofleftventricleofAMIcaninesinthreeplanes

圖4左室心肌質(zhì)量與左室射血分?jǐn)?shù)相關(guān)性分析（略）

Fig4Correlationanalysisofmyocardialmassandejectionfractionofleftventricle

A:對(duì)照組心肌細(xì)胞核完整清晰,肌絲排列規(guī)則;B:AMI組心肌細(xì)胞核增大,肌絲水腫、紊亂.

圖5左室心尖部心肌的電鏡圖象(×3600)（略）

Fig5Theapicalmyocardialimageofleftventricleunderelectronmicroscope(×3600)

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