应用心肌声学造影和应变率显像结合多巴酚丁胺负荷试验检测犬急性冠脉闭塞再通后存活心肌的研究

摘要

目的：急性心肌梗死(acute myocardial infarction，AMI)早期最显而易见的病理过程为冠状动脉(冠脉，下同)的完全闭塞，所以，既往人们对AMI的研究兴趣及治疗策略多集中于心外膜下的闭塞冠脉，并且已有多种成熟应用于临床的冠脉重建措施。然而，部分冠脉重建术后的病人室壁运动及收缩功能并未得到明显改善。于是，人们开始关注病变区域的心肌存活性。研究发现，梗死相关冠脉闭塞部位以远供血区域内存活心肌和非存活心肌可同时并存，非存活心肌包括纤维化心肌和坏死心肌；存活心肌中的一部分处于为无功能状态，即顿抑心肌或冬眠心肌。 随着冠心病患病群体的不断扩大，心肌存活性也成为当前的一个研究热点。正确评价心肌存活性具有十分重要的临床指导意义；不仅可以帮助临床估测预后，还能够合理筛选血运重建术适应症患者，避免给患者造成不必要的创伤，节约医疗费用。 心肌声学造影(myocardial contrast echocardiography，MCE)是通过注射的方法使声学造影剂灌注到冠脉微循环中从而使含血心肌的超声心动图显像增强，因此，心肌内造影剂的分布能直接反映心肌的供血状况、进而评价心肌的存活性。多巴酚丁胺为一种人工合成的异丙基肾上腺素衍生物，小剂量应用时主要表现为正性肌力作用，通过检测小剂量多巴酚丁胺负荷试验(low dose dobutamine stress echocardiography，LDDSE)过程中有无正性肌力储备可以判断有无存活心肌。应变率显像(strain rate imagine，SRI)是新近发展起来的一种先进的超声技术，其优势在于不受心肌整体位移的影响，只与相邻点心肌之间相对速度的变化有关，因而可以定量分析室壁各节段的舒缩功能。 本项系列研究的目的，旨在(一)探讨Sonovue声学造影剂经静脉注射并经过肺循环使左室心肌显影、通过检测各部位心肌内的声学造影剂强度等一系列参数评估犬急性心肌梗死区域心肌的灌注状况；(二)探讨犬急性冠脉闭塞再通后LDDSE过程中通过观察病变区域室壁运动改善情况判断心肌的存活状况；(三)探讨检测犬急性冠脉闭塞再通后不同部位心肌的应变率变化情况对评估心肌存活性的价值；(四)探讨将MCE、SRI与DSE联合应用评估犬急性冠脉闭塞再通后局部心肌的存活状况，并与病理结果相对照，探讨上述超声检查手段在判断心肌存活性方面的应用价值，以期从超声领域筛选出心肌梗死区域心肌存活性的有效检测手段。 研究内容及结果如下： 第一部分心肌声学造影对犬冠状动脉急性闭塞再通后心肌灌注特征的探讨 方法：(一)研究对象及冠脉急性闭塞再通动物模型制备：选择健康杂种犬7只，雌雄不限，体重平均19.4kg。以3％戊巴比妥钠30mg/kg体重对犬实施静脉麻醉。胸、腹、腹股沟部脱毛。气管插管，呼吸机通气，潮气量20ml/kg体重。建立股静脉液路，行心电监护。左侧第五肋间开胸暴露心脏，剥离左前降支冠状动脉(left anterior descending artery,LAD)近段，于第一对角支起点以下穿线备套扎。维持静息状态15min后结扎LAD、完全阻断LAD血流，持续60min，建立AMI模型。LAD结扎60min后恢复灌注，建立LAD急性闭塞后再通模型。完成上述步骤后进行以下的MCE检测。(二)MCE程序：采用美国超声心动图协会推荐的左心室16节段划分法，以二维超声观察LAD闭塞前、再通30min及再通90min等三个时相的左心室超声心动图。于上述不同生理、病理时相状态下经股静脉以0.05ml/kg体重、0.5ml/min的速度持续输入声学造影剂Sonovue，对MCE心肌灌注显像的颜色和亮度进行目测评分，计算MCE心肌灌注显像的时间-强度曲线，并测量病理状态下MCE心肌灌注显像缺损面积。(三)资料分析方法：首先通过常规超声心动图检测各时相左室射血分数(LVEF)及室壁运动记分指数(WMSI)。对MCE图像的分析包括：①通过目测法将不同时相的心肌显影情况进行半定量分级。②通过对MCE心肌灌注显像的时间-强度曲线的计算分析，得到曲线平台值(A)、曲线上升速度(β)和A·β(心肌血流量，MBF)。③计算各时相MCE最大灌注缺损面积(DA<,max>)、最小灌注缺损面积(DA<,min>)及其各自占心脏短轴切面左室总面积的百分比(DA<,max>％、DAmin％)。(四)病理检查：实验终点给予大剂量戊巴比妥钠及氯化钾致犬死亡，即刻取出心脏，沿乳头肌水平短轴切开，观察心肌坏死区并应用自编软件计算梗死区面积占同切面左室总面积的百分比IA％，然后取标本送病理镜检。 第二部分多巴酚丁胺负荷试验对犬急性冠脉闭塞再通后病变区域心肌存活性的评价 方法：(一)研究对象及冠脉急性闭塞再通动物模型制备：选择健康杂种犬7只，雌雄不限，平均体重20.4kg。冠脉急性闭塞及再通动物模型制备方法同本系列实验第一部分。(二)多巴酚丁胺负荷试验(DSE)程序：采用美国超声心动图协会推荐的左心室16节段划分法，获取LAD结扎前的左室长轴、左室短轴、心尖四腔、心尖二腔切面的二维动态图像。然后于LAD再通30min、90min二时相以输液泵持续静脉输入小剂量多巴酚丁胺，起始剂量5 μg/kg/min，5min后增至10 μg/kg/min并持续静滴5min，观察上述两种多巴酚丁胺剂量负荷时的左心室各切面动态图像，对各节段心肌基础状态及负荷状态的运动情况进行目测评分，通过半定量方法计算左室WMSI。(三)实验动物的病理检测同本系列实验第一部分。 第三部分应变率显像检测犬急性冠脉闭塞再通后病变心肌的存活状况 方法：(一)研究对象及冠脉急性闭塞再通动物模型制备：选择健康杂种犬7只，雌雄不限，平均体重17.8kg。冠脉急性闭塞及再通动物模型制备方法同本系列实验第一部分。(二)SRI检测程序：采用美国超声心动图协会推荐的左心室16节段划分法，以二维超声观察LAD结扎前正常心肌及再通30min、再通90min等三个时相的左心室超声心动图，并于上述各个时相在彩色组织速度图像条件下采集心尖二腔、三腔、四腔观各5个完整心动周期动态图像，同步记录心电图。然后进行SRI检测：获取各时相局域心肌沿长轴方向的应变率曲线，测量各节段心肌不同时相的收缩期峰值速度(Vs)、收缩期峰值应变率(SSR)及局域等容舒张时间(IRT<,R>)。(四)实验动物的病理检测同本系列实验第一部分。 第四部分应用心肌声学造影和应变率显像结合多巴酚丁胺负荷试验检测犬急性冠脉闭塞再通后病变区域的存活心肌 方法： (一)研究对象及冠脉急性闭塞再通动物模型制备：选择健康杂种犬15只，雌雄不限，平均体重18.6kg。冠脉急性闭塞及再通动物模型制备方法同本系列实验第一部分。(二)分别于LAD再通30min、再通90min静脉输入小剂量多巴酚丁胺，进行DSE试验，具体方法同本系列实验第二部分。(三)分别于LAD再通30min、再通90min基础状态及负荷状态持续缓慢静脉输入声学造影剂Sonovue，进行MCE检测程序，具体方法同本系列实验第一部分。(四)分别于LAD结扎前、再通30min、再通90min基础状态及负荷状态记录左心室彩色组织多普勒图像并于实验结束后进行SR指标检测，具体检测方法同本系列实验第三部分。(五)将上述MCE、DSE及SRI检测结果与INEF等指标及病理结果对照分析，探讨比较其在检测存活心肌方面的价值。 结论 (一)本项研究以Sonovue为声学造影剂可以清晰显示左心室心肌血流灌注情况，对犬冠脉急性闭塞及再通后的心肌灌注和心肌存活性的判断有较高的价值；与二维超声心动图显示的病变范围及病理显示的梗死范围相符合。(二)DSE过程中频发室早的出现频率较高约44％(8/18)，但未出现室速、室颤等严重并发症，说明该试验方法是安全可行的。与犬冠脉急性闭塞及再通后的基础状态比较，负荷状态显示WMSI有所减少，说明部分病变冠脉供血心肌运动改善，由此可以甄别病变区存活心肌与坏死心肌，且病理检测结果亦支持该结论。(三)在超声心动图检查过程中进行SRI检测简便、快捷，有较高的成功率。SR指标中SSR与LNEF、左室整体IRT与WMSI之间呈正相关，印证了SR在评估局域心肌存活及其功能方面的价值。(四)MCE结合DSE在评价犬冠脉急性闭塞及再通后病变区域心肌的存活性方面有明显优势：负荷状态下病变区域部分心肌充盈状态的改善、心肌灌注参数β、A·β的增加、以及心肌灌注最大缺损面积DA<,max>的缩小等等，都可以作为检测存活心肌的有力指标。SRI结合DSE则可以通过检测负荷状态下Vs、SSR的变化值△Vs、△SSR.判断心肌存活或梗死，心肌舒张功能指标左室整体等容舒张时间IRT及局域IRT<,R>亦在一定程度上反映了心肌的功能状态。本实验旨在探讨犬冠脉急性闭塞及再通后病变区域心肌存活性的超声检测方法，‘未能进一步观察实验犬LAD再通后远期的心肌灌注及功能状况，是为本研究的局限之处。

目录

论文说明：英文缩写

摘要

引言

第一部分心肌声学造影犬冠状动脉急性闭塞及再通后心肌灌注特征的探讨

前言

材料与方法

结果

附表

附图

讨论

小结

参考文献

第二部分多巴酚丁胺负荷试验对犬急性冠脉闭塞再通后病变区域心肌存活性的评价

前言

材料与方法

结果

附表

附图

讨论

小结

参考文献

第三部分应变率显像检测犬急性冠脉闭塞再通后病变心肌的存活状况

前言

材料与方法

结果

附表

附图

讨论

小结

参考文献

第四部分应用心肌声学造影和应变率显像结合多巴酚丁胺负荷试验检测犬急性冠脉闭塞再通后病变区域的存活心肌

前言

材料与方法

结果

附表

附图

讨论

小结

参考文献

结论

问题及展望

综述一心肌声学造影研究进展

综述二负荷超声心动图临床应用进展

致谢

个人简历