超声心动图及背向散射参数测定评价电磁脉冲照射大鼠心肌及左室收缩功能改变情况的研究

摘要

本文研究目的：通过对正常大鼠心脏和电磁脉冲照射后大鼠心脏的对照研究，评价超声背向散射积分(integratedbackscatter，IBS)对大鼠心肌组织病理改变的诊断价值。采用常规超声心动图和超声背向散射积分技术研究电磁脉冲照射后大鼠心脏的形态结构、左室收缩功能和心肌组织病理改变，初步探索利用影像学判断电磁脉冲引起大鼠心肌病变的方法，明确电磁脉冲照射后大鼠心脏收缩功能或心肌组织的声学特征性改变。 研究方法： 第一部分选用雄性二级SD大鼠40只，按体重随机平均分为辐照组和对照组(假照射组)，辐照组给以电磁脉冲(electromagneticpulse，EMP)照射，对照组给以假照射，电磁脉冲参数具体为单次EMP照射，电场强度为50kV/m；辐照方式：大鼠身体长轴平行于电场方向。于照射前及照射后24小时2个时间点行常规超声心动图检查，于左室长轴腱索水平用M型测量并记录左室收缩末和舒张末内径，计算收缩、舒张末容积，射血分数，短轴缩短率等收缩功能指标；每个测值测量5次，取平均值。之后活杀大鼠(各时间点每组活杀10只)，取心肌组织透射电镜下观察。 第二部分选用雄性二级SD大鼠40只，按体重随机平均分为辐照组和对照组(假照射组)，辐照组给以电磁脉冲(electromagneticpulse，EMP)照射，对照组给以假照射，电磁脉冲参数具体为单次EMP照射，电场强度为50kV/m，单次脉冲双指数波前沿(Tr)为20ns，半宽(Th)为40ns；辐照方式：大鼠身体长轴平行于电场方向。于照射前及照射后24小时两时间点行常规超声心动图检查并采集胸骨旁左室短轴射频图像，回放射频图像利用AD技术测量感兴趣区(左室前后壁及心腔血池)平均IBS值，计算标准化心肌背向散射积分(IBS％)，以上每个测值测量5次，取平均值，之后活杀大鼠(各时间点每组活杀10只)，取心肌组织透射电镜下观察。 两实验结果均以x±s表示，统计分析采用SPSS13.0，本实验属于重复测量数据的统计分析，单变量方差分析(ANOVA)或多变量方差分析(MANOVA)均可，采用前者；P＜0.05为差异有显著性意义。 研究结果： 第一部分各时间点对照组与辐照组对比、各分组照射(假照射)前、后24小时间对比，代表左室收缩功能的部分形态学指标：左室收缩舒张末内径、收缩舒张末容积；功能学指标：射血分数、短轴缩短率均无明显变化(P≥0.05)。 第二部分对照组假照射前、后心肌细胞电镜表现一致：粒体排列整齐，嵴清楚，肌浆网不明显，核膜清晰，核仁明显，异染色质少。照射心肌细胞电镜表现：照射前大鼠心肌细胞没有发现异常改变，照射后24h出现线粒体肿胀，线粒体嵴排列不规则，肌丝排列不规则，核异染色质浓缩，细胞水肿，管周围组织间隙增大，间质水肿等改变。IBS结果：辐照组照射后较照射前左室前、后壁IBS值和IBS％均显著降低。照射后辐照组较对照组左室前、后壁IBS％值及左室后壁IBS值均明显减低。 研究结论：特定参数的电磁脉冲照射可以引起健康大鼠心肌细胞水肿，并伴有细胞器的改变，此种改变可以反映在静息状态、健康的大鼠心肌组织背向散射积分参数的改变上，同时，尽管大鼠心肌细胞发生水肿，细胞器也有形态和数量上的改变，其超声心动图所反映的左室收缩功能未见有明显改变。因此，背向散射积分技术可以在无创的前提下发现电磁脉冲是否对心肌组织造成损伤，反映出照射后大鼠心肌组织病理改变，比常规超声心动图更早、更敏感。

目录

独创性声明及保护知识产权声明

缩略语表

前 言

文献回顾

第一部分 二维超声心动图评价电磁脉冲照射大鼠左室收缩功能改变情况

第二部分 背向散射积分评价电磁脉冲照射大鼠心肌组织改变情况

小 结

参考文献

个人简历

致 谢