彩色多普勒超声对实验性健康新西兰兔心脏结构及功能的检测价值

孙丹丹 SUN Dandan

段云友 DUAN Yunyou

陈洪茂 CHEN Hongmao

袁丽君 YUAN Lijun

梁宁南 LIANG Ningnan

曹铁生 CAO Tiesheng

罗向红 LUO Xianghong

第四军医大学唐都医院超声科 陕西西安710038

新西兰兔是基础医学及临床实验教学中的常用动物，超声心动图检测实验动物的心脏功能是心血管疾病基础研究的重要组成部分[1]。本实验以新西兰兔为实验对象，探索兔心脏超声检测的技术条件，测量心腔内径大小及心功能等指标，为应用兔为模型动物研究心血管疾病提供参考。

1 资料与方法

1.1 研究对象和仪器

1.1.1 动物 健康成年新西兰兔84只，由第四军医大学实验动物中心提供，体重2.0～2.5 kg，4～6月龄，雌雄各半。动物合格证号：SCXK（军）2007-007。

1.1.2 麻醉 采用3%戊巴比妥钠溶液，按30mg/kg体重经耳缘静脉注射[2，3]。麻醉成功后，将新西兰兔以仰卧位固定于兔台。

1.1.3 仪器 Sequoia 512 彩色多普勒超声诊断系统，探头型号10V4和7V3c，探头频率10MHz和7MHz。每个指标连续测定5个心动周期，取平均值。同步记录心电图和呼吸曲线。

1.2 超声检测方法 采用二维超声在心尖四腔切面测量左心房、右心房收缩末期横径及上下径；M型超声在胸骨旁左心室长轴切面测量左心房收缩末期前后径、右心室收缩末期前后径、左心室舒张末期前后径、左心室收缩末期前后径，并计算左心室射血分值、短轴缩短率、每搏量；脉冲多普勒测量二尖瓣、三尖瓣舒张早期最大血流速度（E），舒张晚期最大血流速度（A），并计算E/A比值；多普勒组织成像测量二尖瓣及三尖瓣瓣环舒张早期最大运动速度（e）、舒张晚期最大运动速度（a），并计算e/a比值。根据二尖瓣、主动脉瓣血流频谱及三尖瓣、肺动脉血流频谱分别计算左心室、右心室Tei指数。

2 结果

2.1 房室腔内径及左心室收缩功能指标

2.1.1 房室腔大小 在心尖四腔切面（图1）、胸骨旁左心室长轴二维及M型图像上（图2）测得心脏各房室腔正常值见表1。

图1 新西兰兔心尖四腔切面

图2 兔胸骨旁左心室长轴M型超声图像

表1 新西兰兔心脏房室腔内径（±s）

表1 新西兰兔心脏房室腔内径（±s）

注：心率271.9±25.7/min，重量2.30±0.21kg，以下表格相同

检测指标 房室腔内径(cm)RA 横径 0.56±0.11上下径 0.59±0.13 RV 前后径 0.34±0.06 LA横径 0.62±0.02上下径 0.61±0.12前后径 0.55±0.13 LV 前后径(收缩) 0.76±0.17前后径(舒张) 1.24±0.15

2.1.2 左心室收缩功能指标 利用M型超声心动图获得左心室收缩末期内径及舒张末期内径，并由此计算的心功能值，每搏量2.64±0.92ml，射血分数70.30%±8.86%，短轴缩短率36.81%±7.38%。

2.2 吸气相及呼气相左、右心室功能指标比较

2.2.1 左心室功能 二尖瓣E峰、A峰血流速度及其比值在吸气相和呼气相差异无统计学意义（表2、图3，P＞0.05）。二尖瓣环处组织多普勒e峰和a峰速度及其比值在吸气相和呼气相之间差异无统计学意义（P＞0.05）。左心室Tei指数在吸气相和呼气相之间差异无统计学意义（P＞0.05）。

图3 二尖瓣血流频谱

2.2.2 右心室功能 三尖瓣E峰、A峰血流速度及其比值在吸气相较呼气相高，差异具有统计学意义（P＜0.01，表3、图4）。三尖瓣环处组织多普勒e峰速度在吸气相较呼气相高，差异具有统计学意义（P＜0.05）；a峰速度及其比值在吸气相和呼气相之间差异无统计学意义（P＞0.05，图5）。右心室Tei指数在呼气相和吸气相之间差异无统计学意义（P ＞ 0.05）。

表3 吸气相及呼气相新西兰兔右心室功能指标比较

图4 三尖瓣血流频谱随呼吸变化E．舒张早期最大血流速度；A．舒张晚期最大血流速度

图5 三尖瓣瓣环多普勒组织成像E．瓣环舒张早期最大运动速度；A．舒张晚期最大运动速度

3 讨论

目前针对心功能的超声研究已经相当广泛，在实际应用中有很重要的意义和作用[4]。本实验应用超声心动图初步探讨了反映新西兰兔心脏结构和功能的指标，为实验教学及应用新西兰兔模型进行科学研究提供参考。

根据曹铁生[5，6]等提出的假说，由于两个静脉回流系统相对于胸腔解剖位置的不同，呼吸使左、右心功能交替性变化。本实验的结果显示，对于健康新西兰兔，呼吸对二、三尖瓣的影响存在差异，其血流频谱随呼吸的变化与人并不完全一致。三尖瓣E、A峰血流速度随呼吸规律性变化，吸气相较呼气相显著增高，与成人及其他动物变化相似[7，8]。二尖瓣血流频谱随呼吸变化并不显著，提示在正常情况下，呼吸引起的胸腔压力变化还不足以引起兔左心室血流动力学改变。

姜克新[9，10]等对成年（1.5～2.0kg）及幼年大耳白兔心室功能和结构的研究结果显示，成年兔二尖瓣E/A比值为2.23±0.22，二尖瓣瓣环e/a比值为1.56±0.45，与本实验结果基本相符；某些指标（其成年兔左心室Tei指数为0.28±0.06，而本研究为0.72±0.05）差异有统计学意义，考虑与动物品系及重量有关，同时不同麻醉药的选择，以及麻醉后动物心率等参数的差异也可能是引起这种差异的原因。

小动物超声检查需在麻醉下进行，而麻醉剂本身会对心血管产生影响。Schaefer[11]等在小鼠超声心动图测量研究中指出，测量小动物心室大小、室壁厚度和心功能参数时，应标出相应的心率，并建议在麻醉剂的应用上应遵循选取同种类、同剂量，而且应该在麻醉后的相同时相进行超声检测这一原则。本实验中采用3%戊巴比妥钠溶液，按30mg/kg体重经兔耳缘静脉注射进行麻醉，动物麻醉后10min、心率平稳后进行测量，最大限度地减少因麻醉产生的心血管效应。

超声心动图检查是评价心脏结构与功能改变的重要手段，随着科技的发展、各项新技术的联合应用及动物专用超声仪的问世，超声在实验研究和临床应用中将发挥更大的作用[12，13]。新西兰兔动物模型被广泛地应用于多种心血管疾病的基础研究中，超声心动图可较好地评价兔心脏结构与功能。

[1] 周青, 郭瑞强, 孙有刚. 经胸高频超声检测兔心功能的实验研究. 中国医学影像学杂志, 2004, 12(2): 133-134.

[2] 彭长凌, 朱裕华, 朱孝荣. 戊巴比妥钠对兔和大鼠麻醉方法的研究. 井冈山学院学报(自然科学), 2005, 2(10):63-64.

[3] 刘秋菊, 王元占. 戊巴比妥钠与安定在实验家兔手术麻醉中的应用. 北京实验动物科学与管理, 1994, 11(1):22-23.

[4] 唐红. 超声心动图对心功能的评价. 中国胸心血管外科临床杂志, 2006, 13 (3): 210-213.

[5] 曹铁生, 袁丽君, 段云友, 等. 胸压变化对两个静脉回流系统不同作用的力学原理. 第四军医大学学报, 2002,23(20):1837-1840.

[6] 李颖, 曹铁生, 袁丽君, 等. 呼吸对右心室充盈的影响及其机制研究. 中华超声影像学杂志, 2006, 15(10):478-450.

[7] Yuan LJ, Cao TS, Duan YY, et al. Noninvasive assessment of in fl uence of resistant respiration on blood flow velocities across the cardiac valves in humans-a quanti fi cation study by echocardiography. Echocardiography, 2004, 21(5):391-398.

[8] 王泓, 曹铁生, 丁康, 等. 超声心动图研究正压通气对犬心功能的影响及其机制. 中华超声影像学杂志, 2005,14(1): 63-66.

[9] 姜克新, 张颖, 郭亚军, 等. 经胸高频超声对实验兔心室结构及功能检测研究. 中国超声医学杂志, 2010, 26(2):97-100.

[10] 姜克新, 任卫东, 刘杰, 等. 高频超声检测幼兔未成熟心肌的心功能. 临床医学影像杂志, 2009, 20(2): 94-96.

[11] Schaefer A, Meyer GP, Brand B, et a1. Efects of anesthesia on diastolic function in mice assessed by echocardiography.Echocardiography, 2005, 22(8): 665-670.

[12] 曹丽, 王佩显. 超声心动图在鼠科动物心脏病模型中的应用进展. 医学综述, 2008, 14(15): 2365-2368.

[13] 刘秋颖, 任卫东, 唐波. 超声造影观察兔腹主动脉不同程度球囊损伤后狭窄的实验研究. 中国医学影像学杂志, 2009, 17(2): 85-88.