定量超声技术对起搏心衰犬和心肌肥厚大鼠左室早期舒张功能的研究

摘要

第一部分QTVI和STI技术评价快速起搏心衰犬的早期舒张功能 目的：采用定量组织速度成像(QTVI)和斑点追踪显像(STI)技术研究快速起搏犬心衰模型的左室舒张功能变化，旨在进行左室舒张功能超声新指标的筛选，并观察各个指标在心衰发生、发展中的变化规律，从而为临床提供早期诊断左室舒张功能减低的客观依据。 方法：对14只健康杂种犬以240次/分进行快速非同步右室起搏2周左右，造成早期心功能减低模型。并在基础状态和起搏过程中：①行心导管测量主动脉、左室压力、平均压力及压力最大变化速率(LV=±dP/dtmax)：②采用二维、M超及多普勒测量起搏过程中左房室内径大小、室壁厚度、左室EF值、SV、IVRT、Tei、E/A等指标；③应用QTVI测量起搏过程中二尖瓣环六个部位的峰值速度(S'、E'、A')以及等容舒张峰、等容收缩峰(R、C)，并获得各峰值的平均速度(Sm、Em、Am、Rm、Cm)及测量时间间期：④采用STI测量起搏过程中应变、应变率、旋转、旋转率以及扭转度等指标；⑤最后将各种超声指标与导管指标进行相关分析及ROC分析，确定各个指标在诊断左室早期舒张功能的敏感性、特异性及cutoff值等； 结果：本研究采用的14只犬中，达到实验终点的有10只犬。尸解时发现大部分犬具有心腔扩大、乳头肌水肿、二尖瓣叶损害和少量心包积液。光电镜检查显示有心肌缺血和细胞损害的证据。起搏终点较起搏前左室舒张末压增高明显(5.80±4.6 vs.35.00±8.1mmHg，P<0.01)，左室腔内压力最大上升和下降速率(±LVdP/dtmax)明显下降，其中LV-dP/dtmax(3.04±0.5 vs.1.80±0.3kmmHg/s，P<0.01)。 本研究中，大部分QTVI指标在起搏24小时内就出现统计学差异，-dp/dtmax亦在24小时内有改变。QTNI测量的二尖瓣环Sm、Em及Cm表现为逐渐减低的趋势，Am和Rm表现为逐渐增高的趋势。新指标Time-R和Time-E'随着起搏时间的延长而逐渐延长：而S'/R和E'/R一直呈逐渐减低的趋势。根据分析所得，以上血流多普勒和QTVI指标均与左室导管所测INEDP、-dp/dtmax密切相关。根据ROC分析，以Time-R的特异性和诊断价值最高。 本实验有关STI的研究主要包括五个方面，主要结果有：①随着起搏时间的延长，犬心肌各段的长轴应变呈逐渐减低的趋势，部分切面的峰值应变(LPS)和平均应变(MS)于起搏12小时后与术前相比出现即较为明显的改变，其中MS的变化趋势较LPS更为明显。②犬长轴应变率(LSR)随起搏亦有明显改变，尤其是舒张早期峰值(LSR-E)的改变。③随着起搏时间的延长，犬的三个短轴切面左室旋转角度变化不一致，二尖瓣短轴处心肌旋转角度(Rot)逐渐减低，乳头肌处旋转由顺时针旋转转变为逆时针，但Rot绝对值减低；心尖部Rot逐渐减低，但于起搏2周时出现增高的趋势。④正常犬三个短轴节段达到收缩期和舒张期峰值旋转和旋转率的时间无显著性差异，并存在基底环至心尖环收缩的趋势，而心衰犬达到峰值时间延长，并且这种趋势消失。各短轴旋转率亦有减低趋势，但规律性不明显。⑤相关性分析发现，LPS、MS、LSR-E、二尖瓣及心尖部旋转率均与LVEDP和-dp/dtmax密切相关。 结论：QTVI是评价左室早期舒张功能的敏感而特异的技术，本研究采用的QTVI新指标如Time-R、Time-E'、S'/R及E'/R等与心导管指标具有一定的相关性；新技术STI的指标如平均应变、应变率、旋转、旋转率等指标亦可用于评价左室舒张功能，为研究左室舒张功能开辟了新的研究方向。 第二部分大鼠心肌肥厚模型与左室舒张功能的研究 目的：采用组织多普勒技术(TDI)观察不同心肌肥厚模型大鼠心功能尤其是舒张功能的变化特点，并随访Lewis大鼠肾上腹主动脉缩窄后心脏的舒张功能改变，研究TDI技术在评价大鼠心脏舒张功能的可行性和二尖瓣环指标的变化特点。 方法：1、采用两种方法制成心肌肥厚模型，分为自发性高血压心肌肥厚组(SHR)15只和以缩窄腹主动脉形成的心肌肥厚组(SAAC)10只。以WKY大鼠作为对照组10只，比较各组血压、心率、体重、组织多普勒和常规超声心动图心功能指标的变化。2、选取30只8周龄雄性Lewis大鼠，缩窄其肾上腹主动脉至0.8mm，造成左室心肌肥厚模型，分别于腹主动脉缩窄术前、术后的10d、20d、30d和40d进行二尖瓣环组织多普勒频谱和常规超声的测量。 结果： 1、与WKY组相比，SHR和SAAC两组的心肌厚度均明显增加(SHR：2.11±0.25mm；SAAC：2.32±0.25mm；P<0.01)；SHR组的左室收缩末内径和舒张末内径在三组中均为最小。三组间射血分数(EF)和短轴缩短率(FS)均无统计学差异； 2、与WKY组相比，SHR组的二尖瓣血流频谱表现为E、A峰增高、E/A值减低(P<0.05)，但其E、A双峰融合率高。虽然二尖瓣环TDI频谱同二尖瓣血流频谱一样，均随心率增加出现双峰融合，但二尖瓣环TDI频谱舒张期波发生融合情况明显较二尖瓣血流频谱低(29％和63％)。 3、SHR和SAAC组二尖瓣环后室间隔侧TDI各个峰值均较WKY组增高，但Ea/Aa值减低(WKY 1.18；SHR：0.85；SAAC：0.85；P<0.01)；在排除心率变化因素之后，差异仍存在(P<0.05)；SHR和SAAC两组相比，除心室腔大小有差异外，余M型超声指标及TDI各个指标之间均无统计学差异(P>0.05)。 4、Lewis腹主动脉缩窄后大鼠前后壁厚度随着随访时间的延长而增加，左室舒张末和收缩末内径也随之增大，左室EF及FS值呈下降趋势，以上指标差异均有统计学意义(P<0.01)，大鼠心脏表现为离心性肥厚。 5、Lewis腹主动脉缩窄后二尖瓣环TDI收缩期峰值Sa变化趋势不明显，并与EF值相关性较差(r=0.216,P=0.071)。无论舒张早期峰值Ea、舒张晚期峰值Aa和Ea/Aa指标在随访中均无稳定的变化趋势，差异无统计学意义(P>0.05)。而唯有E/Ea一直呈上升趋势，并且经过重复测量方差分析，差异有统计学意义(P<0.001)。 结论： 1、SHR和SAAC两组心肌肥厚大鼠模型表现为向心性肥厚；Lewis肾上腹主动脉缩窄大鼠心脏变化特点为离心性肥厚2、二尖瓣环TDI指标在评价大鼠舒张功能方面优于二尖瓣血流指标。 3、大鼠二尖瓣环后间隔Ea/Aa是反映早期心室舒张功能变化的敏感指标；而E/Ea值能够稳定的反映大鼠舒张功能的变化过程。

目录

论文说明：缩略词表

摘要

第一部分左室舒张功能的超声心动图评价及进展

一、舒张性心衰和舒张功能减低的定义及病因

二、左室舒张功能减低的主要评价方法

三、超声心动图技术对舒张功能的评价方法及各种评价方法的优缺点

1、血流频谱法

2、组织多普勒评价方法

3、彩色M型超声

4、左房大小、功能与左室舒张功能

四、超声新技术对舒张功能评价的方法、应用及前景

1、组织多普勒衍生技术QTVI、SR及SRI等在判断左室舒张功能中的应用价值

2、斑点追踪成像技术在判断早期左室舒张功能中的应用价值

3、三维超声及三平面组织多普勒在左室舒张功能评价中的应用

第二部分QTVI和STI技术评价快速起搏心衰犬的早期舒张功能

研究背景

材料与方法

一、实验仪器及材料

二、动物的选择

三、起搏器植入实验步骤

四、导管进行左室内测压

五、心肌活检

六、超声心动图常规及新技术指标的采集方法

七、心肌病理检查步骤

八、舒张功能减低定义及实验终点

九、统计方法

十、实验设计路线图

结 果

一、成功建立快速起搏心衰模型

二、常规超声指标在快速起搏前后变化情况

三、QTVI指标在起搏前后的变化及相关性

四、斑点追踪显像技术在起搏前后指标变化及相关性

讨 论

一、快速起搏造成心功能减低的可行性及机制

二、QTVI技术与左室舒张功能

三、STI技术与左室舒张功能

四、比较本研究中QTVI和STI在左室舒张功能的应用特点

五、研究的局限性

结 论

第三部分大鼠心肌肥厚模型与左室舒张功能的研究

材料与方法

一、实验动物选择及分组

二、仪器与方法

结 果

一、不同心肌肥厚组和对照组大鼠一般情况比较显示

二、各组大鼠心脏常规M型超声及心功能指标比较

三、血流多普勒结果

四、TDI指标变化

五、二尖瓣血流多普勒、TDI与心率的关系

讨 论

一、SHR大鼠血压和心肌肥厚特点

二、肾上腹主动脉缩窄大鼠模型形成心肌肥厚机理

三、SHR和SAAC心肌肥厚特点及收缩功能的比较

四、Lewis大鼠特点

五、Lewis大鼠缩窄腹主动脉后随访情况

六、TDI评价心脏舒张功能的优势

七、TDI各指标在心肌肥厚组的变化特点

八、二尖瓣血流频谱和TDI与心率及其影响因素

九、建议采用二尖瓣环后间隔TDI采样

十、E/Ea是反映大鼠心肌肥厚舒张功能的有效动态指标

结 论

参考文献

致 谢

个人简历