应用掌上心电E-U08 记录大鼠心电图可行性的研究

王涛 罗钧 齐雪梅 李新园 窦梦瑶 李世军

心血管疾病基础研究中，小动物心电图的记录通常是在麻醉状态下进行记录，麻醉药物的毒副作用、麻醉不同程度都可能影响动物心电图的记录［1-3］。随着心电学记录设备的发展，小型家用心电图记录仪发展迅速，广泛应用于心悸患者出院后自我检测有无房颤等心律失常的发生［4-6］，其中掌上心电E-U08 心电记录仪在多个房颤术后记录患者心电图有无房颤再发研究中，被证明能够有效记录房颤心电图［7］。应用小型家用便携式心电记录仪能否在清醒状态下记录小动物心电图，能避免实验研究中麻醉药物对小动物心率的影响。本研究应用掌上心电E-U08 记录大鼠清醒状态下应用异丙肾上腺素后心电图，观察此种电图仪实时记录小动物心血管模型心电图的可行性。现报告如下。

1 材料与方法

1.1 实验动物 本研究实验获得大连市中心医院伦理委员会审核批准，实验中应用最小数量实验动物，减少实验动物实验过程中的痛苦，应用大连医科大学动物中心购买清洁级SD 大鼠16 只，雌雄不限，体重200～250 g，随机分为麻醉组及清醒组，每组8 只。

1.2 心电图记录 麻醉组大鼠在正式实验前给予4%水合氯醛10 mg/kg 进行腹腔注射，清醒组以等量生理盐水腹腔注射作为对照。应用掌上心电心电图记录仪(SnapECG，E-U08，南京熙健)记录大鼠心电图，背部皮肤备皮，将电极贴缝线固定于大鼠背部皮肤。见图1。实验时与手机相连接，在掌上心电专用APP 上，按照文献报道的方法记录心电图［7］。同时应用心导管用多导生理仪PowerLab 8/35，AD instruments 公司)记录麻醉下大鼠的心电图。

图1 掌上心电记录仪记录大鼠心电图

1.3 异丙肾上腺素注射 麻醉组动物达到理想麻醉状态30 min 后将清醒组和麻醉组大鼠均按照30 mg/kg 体重的剂量进行腹腔异丙肾上腺素注射，记录注药前及注药后1、3 min 的心率、ST 段变化。

1.4 统计学方法 采用SPSS17.0 统计学软件对研究数据进行统计分析。计量资料以均数 ± 标准差()表示，采用t 检验；计数资料以率(%)表示，采用χ2检验。P＜0.05 表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 掌上心电E-U08 记录大鼠清醒状态下心电图与多导生理仪记录大鼠麻醉状态下心电图比较 为避免干扰，非同记录，多导生理仪心率360 bpm，掌上心电图420 bpm。统一标尺下记录的掌上心电E-U08 记录到大鼠清醒状态下的心电图与多导生理仪记录到的大鼠麻醉状态下的心电图心率、波形一致性较好。见图2。

图2 掌上心电 E-U08 记录大鼠清醒状态下与多导生理仪记录大鼠麻醉状态下的心电图

2.2 掌上心电 E-U08 记录大鼠注射异丙肾上腺素后心电图变化 大鼠注射异丙肾上腺素后诱发心肌缺血，掌上心电 E-U08 可较为准确记录到心肌缺血心电图，表现为ST 段抬高，统一标尺下与多导生理仪记录的心电图一致。见图3。

图3 注射异丙肾上腺素后3 min 心电图表现为ST 段抬高

2.3 两组大鼠注射异丙肾上腺素后心率和ST 段抬高比较 注射前，清醒组大鼠心率(285.0±18.1)次/min与麻醉组的(279.0±20.3)次/min 比较差异无统计学意义(t=0.624，P＞0.05)。注药后1 min，清醒组大鼠心率(324.0±11.1)次/min高于麻醉组的(308.0±10.5)次/min，差异具有统计学意义(t=2.962，P＜0.05)；清醒组大鼠ST 段抬高(0.210±0.035)mV 与麻醉组的(0.190±0.027)mV 比较差异无统计学意义(t=0.640，P＞0.05)。注药后3 min，清醒组大鼠心率(327.0±17.5)次/min、ST 段抬高(0.180±0.028)mV 与麻醉组的 (317.0±17.2)次/min、(0.160±0.025)mV 比较差异无统计学意义(t=1.153、1.507，P＞0.05)。见图4，图5。

图4 两组大鼠注射异丙肾上素后心率比较注：与麻醉组比较，aP＜0.05

图5 两组大鼠注射异丙肾上素后ST 段抬高比较

3 讨论

阵发性快速性心律失常包括阵发性房颤、持续性室速、室颤，能导致患者心悸乏力，甚至导致黑矇、晕厥、猝死。这些心律失常大部分发作不频，导致住院时检出率低，目前植入式心电记录仪(Implanted Loop recorder，ILR)能够记录患者3 年左右心电图，可用于不明原因心悸和心源性晕厥患者的诊断［8-10］。掌上心电E-U08 心电记录仪是一款小型便携心电图记录仪，能够通过手机APP 使用，操作方便，价格低廉，患者可将心悸不适时的心电图记录发送给医生分析，目前已应用房颤射频消融术后患者心悸症状时心电图的记录，非常适合应用于短时心率记录［7］。本研究将该心电记录仪应用到大鼠清醒状态下心电图实时记录，与多导生理仪记录到的麻醉状态下心电图心率一致，能够观察到ST 段抬高等心电图变化，满足了记录心电图的初步要求。虽然该设备与植入式心电记录仪在心电图记录时间差距较大，但具有成本低的优势，相较于植入式设备必须回顾式读取数据，掌上心电可实时记录。当然现在已有研究通过植入无创生理信号处理遥测系统来记录豚鼠、新西兰兔、巴马猪动物的实时心电图，这种遥测设备能做到实时记录，价格较为昂贵，影响大范围普及［11-13］。

常用的麻醉剂对动物心率均有不同程度的影响［14，15］。Rodrigues 等［16］研究了水合氯醛对雄性Wistar 大鼠的心率具有抑制作用。氨基甲酸乙酯、戊巴比妥钠对不同品系的大鼠心率均有抑制作用［17］。曾有文献［1，16］报道此时水合氯醛对心率的影响在20 min 左右到达高峰，30 min 后心率与未麻醉组没有差别，本研究中选择理想麻醉状态30 min 后开始下一步实验，减少麻醉药物对心率的即时抑制作用。异丙肾上腺素是一个强β 受体兴奋剂，能通过加快心率、增强心肌收缩力等增加心肌耗氧量，造成心脏负荷过重，心肌微循环障碍，冠状动脉痉挛、心肌梗死样变化、心肌坏死甚至猝死。这些病理损伤可能与线粒体能量代谢紊乱、凋亡基因的激活、氧化应激等有关［18］。对比清醒和麻醉状态下应用异丙肾上腺素后心率的差异，说明麻醉时确实对动物心率产生了影响，既往研究中相关机制的探索中可能掺杂了麻醉剂的作用，虽然对相关机制的探究造成了影响可能较小，重复所有的实验是不现实的，但在运动相关实验中采用实时记录实验动物心电数据，修正以前在动物运动后先麻醉再记录实验动物心电数据的做法，能进一步减少麻醉药物对实验结果的影响，普通动物实验进行心电记录时，提前完成相关处理后，清醒状态下记录心电图，也能避免麻醉药物应用对心电图记录的影响。本研究中麻醉药物只影响了心率而未影响ST 段改变，说明麻醉药物对心电学机制的影响，只局限对自主神经相关的影响，这类实验要尤其注意麻醉药物的品种，尽量减少麻醉药物的使用。

掌上心电E-U08 记录大鼠心电图时也具有一些缺陷，如电极贴与皮肤贴靠不紧密时心电图记录的质量偏差，尤其是动物大幅度活动等情况下，进行跑步实验、游泳实验时。缝制到皮肤的电极，通过导线连接手机，也会干扰动物活动，使用时间短，一次记录的最长时间为5 min，将来可通过应用动物专用电极贴，蓝牙发送心电信号，研制出专门应用动物清醒状态下实时记录心电图的心电记录仪，能够一定程度上缓解上述问题。

综上所述，掌上心电E-U08 可应用于大鼠清醒时心率的实时记录。