实时三维超声评价犬左心室顿抑心肌收缩同步性的研究

张 圆 ZHANG Yuan

李玉宏 LI Yuhong

吴存刚 WU Cungang

张佳怡 ZHANG Jiayi

葛丽丽 GE Lili

高 静 GAO Jing

论著 Original Research

实时三维超声评价犬左心室顿抑心肌收缩同步性的研究

张 圆 ZHANG Yuan

李玉宏 LI Yuhong

吴存刚 WU Cungang

张佳怡 ZHANG Jiayi

葛丽丽 GE Lili

高 静 GAO Jing

目的应用实时三维超声探讨犬左心室顿抑心肌收缩同步性的改变。材料与方法对12只犬于缺血前、缺血期间（5 min、15 min）及再灌注期间（30 min、60 min、90 min、120 min）行实时三维超声检查，采用3DQA软件分析左心室达最小容积时间（Tmsv）的最大差值（Tmsv-Dif）、标准差（Tmsv-SD）及各时间点Tmsv的最大差值和标准差的标化值。结果与缺血前相比，随缺血时间的延长，Tmsv-SD、Tmsv-Dif、Tmsv-SD%、Tmsv-Dif%逐渐升高，差异均有统计学意义（P＜0.05）；随灌注时间的延长，Tmsv-SD、Tmsv-Dif、Tmsv-SD%、Tmsv-Dif%逐渐减低，差异均有统计学意义（P＜0.05）。结论犬顿抑心肌随缺血时间的延长，非同步性越来越明显；随灌注时间的延长，其同步性逐渐恢复。

心肌缺血；超声心动描记术，多普勒，彩色；心室功能，左；心肌收缩；疾病模型，动物；狗

存活心肌是心肌缺血后的一种特殊存在形式，包括冬眠心肌和顿抑心肌，具有结构上的完整性，顿抑心肌收缩功能减低是可逆的，血流再通后其功能可以部分或完全恢复[1,2]。Braunwald等[3]于1982年首次提出顿抑心肌的概念，指心肌短时间缺血不发生心肌坏死，所引起的结构、代谢和功能的变化于再灌注后需要数小时、数天乃至数周才能恢复的现象。心肌缺血后，心功能的改善与心肌缺氧及水肿有关，Thibault等[4]探讨了长时间心肌缺血（缺血时间＞20 min、心肌梗死后）再灌注后心脏收缩功能的变化，但对于顿抑心肌左心室收缩同步性随时间的变化规律研究较少。本研究拟应用实时三维超声探讨不同灌注时间犬顿抑心肌左心室收缩同步性随时间的变化规律，分析灌注时间对犬左心室顿抑心肌收缩同步性的影响。

1 材料与方法

1.1 材料 成年杂种犬12只，雌雄不限，体重12～18 kg，平均（14.3±2.1）kg。

1.2 动物模型的建立 实验犬常规行胸部及颈部备皮。先经腹腔注射3%戊巴比妥钠30 mg/kg进行麻醉，再进行快速气管插管，连接呼吸机及肢体导联心电图。分离股动、静脉，建立静脉通道，采用胸骨正中切口开胸，暴露心脏，剪开心包，悬吊心包床，于左冠状动脉前降支近分叉处游离冠状动脉，穿线并套入软管。犬左冠状动脉前降支结扎15 min后再灌注，分别于缺血前（基础状态）、缺血期间（5 min、15 min时）及再灌注期间（30 min、60 min、90 min、120 min时）进行超声检查。

1.3 实时三维超声检查 应用Philips iE33彩色多普勒超声显像仪，三维探头（3X-1），频率1～3 MHz。连接心动图之后，于心尖四腔切面，待图像清晰符合要求时，按下“Full Volume”键，调节按钮并微调探头，待显示屏上四腔观图像显示满意后，按“Acquire”键采集并存储 “金字塔”形全容积三维数据图像。将所采集的图像以Dicom格式存储。

1.4 图像分析 将图像导入Qlab 5.2工作站，用3DQA软件进行脱机分析。打开图像，点击3DQA软件进行图像分析并记录参数[5]，包括左心室多节段达最小容积时间（Tmsv）的最大差值（Tmsv-Dif）及标准差（Tmsv-SD）。为了去除心率的影响，软件自动得出每个参数的标化值（将上述各参数除以心动图R-R间期的时间再乘以100%，即各参数占各自心动周期的百分比），分别记为Tmsv-Dif%、Tmsv-SD%。

1.5 统计学方法 采用SPSS 17.0软件，不同时间点Tmsv-Dif、Tmsv-SD、Tmsv-Dif%及Tmsv-SD%比较采用单因素方差分析，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 缺血及再灌注前后犬常规超声指标变化 犬左心室顿抑心肌缺血期间与缺血前（基础状态）相比，随着缺血时间的延长，心率加快，左心室收缩末期容积（LVEDV）及舒张末期容积（LVESV）增加，左心室射血分数（LVEF）减少。再灌注期间与缺血前相比，随着再灌注时间的延长，心率、LVEDV、LVESV及LVEF逐渐恢复，至灌注120 min时与基础状态比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）；而心率差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

2.2 各时间点Tmsv-Dif及Tmsv-SD比较 与缺血前（基础状态）相比，犬左心室顿抑心肌缺血期间，随缺血时间的延长，Tmsv-SD、Tmsv-Dif逐渐升高，缺血期间及再灌注后与缺血前比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；再灌注期间，随再灌注时间的延长，Tmsv-SD、Tmsv-Dif逐渐恢复，至灌注120 min时Tmsv-SD、Tmsv-Dif与缺血前（基础状态）比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）。见表1及图1。

图1 实时三维超声心动图时间-容积曲线。A.缺血前左心室心肌Tsmv一致；B.缺血期间左心室心肌Tsmv差异较大，曲线紊乱

2.3 各时间点Tmsv-Dif%及Tmsv-SD%比较 与缺血前（基础状态）相比，左心室顿抑心肌缺血期间、再灌注后Tmsv-SD%、Tmsv-Dif%增大。缺血期间，随缺血时间的延长，Tmsv-SD%、Tmsv-Dif%逐渐增大，差异有统计学意义（P＜0.05）；再灌注期间，随再灌注时间的延长，Tmsv-SD%、Tmsv-Dif%逐渐减低，至灌注120 min时Tmsv-SD%、Tmsv-Dif%与基础状态比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

表1 缺血及再灌注前后常规超声测量指标比较

3 讨论

既往评价心肌运动的幅度与时间主要靠目测，主观性很强，并且缺乏客观的评价依据，不能定量分析节段性室壁运动功能[6]。传统的组织多普勒超声成像技术虽然相对不受心脏整体运动和邻近心肌节段的被动牵拉对室壁运动速度的影响[7]，但是该技术具有角度依赖性。本实验研究采用实时三维超声心动图检查克服了以上缺点，可以直接显示左心室的三维立体形态，准确地反映左心室容积在心动周期中的变化。

本实验研究主要讨论不同缺血时间及心肌缺血后随着再灌注时间的延长，左心室收缩同步性运动的变化情况。关秀萍等[8]的研究结果表明左冠状动脉前降支支配范围广泛，对整个左心室功能影响较大。因此，本实验选择结扎左冠状动脉前降支。

心肌运动与心脏的血供密切相关。正常情况下，心肌运动协调并且有力，从而保证机体有充足的血液供应。急性心肌缺血会引起相应灌注区域心肌的收缩功能异常，导致射血分数下降，与缺血前相比有明显差异，随再灌注时间的延长，心肌的血供得到及时恢复，其运动及收缩功能均改善明显，射血分数有增加的趋势[9,10]。

既往研究将QRS＞120 ms作为非同步化的标准[11]，然而左心室不同步性与心电不同步没有必然的联系，且机械同步性比QRS期间能够更好地评价左心室同步性。本实验中测量的参数Tmsv-dif、Tmsv-SD、Tmsv-dif%、Tmsv-SD%可以定量分析左心室整体是否存在机械收缩不同步。正常人左心室各节段心肌Tmsv一致。再灌注能有效改善左心室缺血心肌局部的收缩功能，并随着时间的延长改善更加明显[12]。

本实验结果表明，缺血期间，随缺血时间的延长左心室心肌的非同步性越来越明显；在短暂缺血后，随再灌注时间的延长，顿抑心肌同步性逐渐恢复，但未完全恢复。左前降支供血节段前壁、前室间隔和心尖的收缩功能与同步性的恢复对左心室整体收缩功能与同步性的影响较大。正常时左心室前壁对整体收缩功能的影响较下壁大，前壁心肌缺血对左心整体收缩功能的损害比下壁显著，前壁心肌缺血更容易发生心肌构型改变和心腔扩大[8]，导致心肌收缩运动受到影响，出现非同步性运动。因此，心肌缺血是影响心肌同步性运动的主要因素之一。

缺血导致心肌出现非同步性运动，本实验所用指标的敏感性高于心电图及二维超声检查，即短暂缺血时，心电图及二维超声检查结果显示正常，而同步性指标即有相应的改变。因此，当心电图及二维超声检查结果正常，而同步性指标有变化时，即说明存在心肌缺血，为临床疾病诊断提供依据。张瑞芳等[13]研究发现，正常人左心室心肌的舒缩运动是同步的。然而本实验结果显示，再灌注期间左心室心肌尚存在非同步性运动，与陈冬冬等[14]的研究结果一致，可能与灌注时间较短、心肌的血供未完全恢复正常有关。

本实验的局限性在于：实时三维超声心动图采集的图像帧频较低（15～25 Hz），图像时间和空间分辨率有限。此外，本实验样本量较少，容易产生偏倚。因此，尚需要在相同条件下进行多次重复实验以验证实验结果。

总之，本实验采用实时三维超声心动图评价犬左心室顿抑心肌的运动，发现在缺血期间，犬左心室顿抑心肌的同步性随缺血时间的延长，非同步性运动越来越明显，并随灌注时间的延长逐渐恢复。实时三维超声心动图可以定量评价心肌缺血，较以往其他检查具有一定的优势，但其仍有一定的局限性，可以从心脏全容积图像进行分析以克服其局限性。

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（责任编辑 张春辉）

Real-time Three-dimensional Echocardiography in Assessing Myocardial Stunning of Left Ventricular Systolic Synchrony in Dogs

PurposeTo assess the changes of myocardial stunning of left ventricular systolic synchrony in dogs with real-time three-dimensional echocardiography.Materials and MethodsTwelve dogs underwent ultrasound examination before ischemia, during ischemia (at intervals of 5 min and 15 min) and reperfusion period (at intervals of 30 min, 60 min, 90 min and 120 min) with real-time three-dimensional echocardiography. Minimum volume time (Tmsv), standard deviation (Tmsv-SD) and the maximum different (Tmsv-Dif) at each time point were analyzed with 3DQA software.ResultsCompared with those before ischemia, Tmsv-SD, Tmsv-dif, Tmsv-SD% and Tmsv-dif% gradually increased along with the duration of ischemia (difference with statistic significance, P＜0.05); Tmsv-SD, Tmsv-dif, Tmsv-SD% and Tmsv-dif% gradually decreased along with the duration of perfusion time (difference with statistic signifcance, P＜0.05).ConclusionAsynchronization tends to be obvious along with the duration of ischemia, whilst the prolonging perfusion time may recover synchronization gradually.

Myocardial ischemia; Echocardiography, Doppler, color; Ventricular function, left; Myocardial contraction; Disease models, Animal; Dog

辽宁医学院附属第一医院超声科 辽宁锦州 121001

李玉宏

Department of Ultrasound, the First Affliated Hospital of Liaoning Medical University,

Jinzhou 121001, China

Address Correspondence to: LI Yuhong

E-mail: yuhong_jiahui@163.com

辽宁省自然科学基金项目（2013022020）。

R-33；R445.1

2013-08-26

修回日期：2013-12-18

中国医学影像学杂志

2014年 第22卷 第1期：1-3

Chinese Journal of Medical Imaging

2014 Volume 22(1): 1-3

10.3969/j.issn.1005-5185.2014.01.001