摘 要

关键词　超声 心室功能 重塑 梗死

目的　应用15 MHz线阵超声探头评价小鼠缺血性心肌病左室重塑的发生规律,探讨缺血性心肌病左室形态功能障碍的发生机制。

方法　60只昆明小鼠随机分为两组,其中一组45只小鼠行开胸左冠状动脉高位结扎术为手术组,另一组15只仅开胸不结扎左冠状动脉为假手术组。两组应用15 MHz高频线阵探头分别于术前、术后1、2、4、6周行经胸心脏超声检查。并于术后6周时行微导管血流动力学及病理学检查。

结果　超声观察到缺血性心肌病左室重塑开始于模型制作成功后第1周,并于第6周最为显著,表现为:早期梗死区的过度伸展,左室舒、缩末内径,左室舒张末外径,左室质量显著增加(P均<0.05),左室前壁厚度、左心室短轴缩短率和血流动力学指标的显著降低(P均<0.05)。

结论　高频超声是一种可靠无创的连续评价手段,小鼠心肌缺血后梗死区的早期伸展是左室发生心肌病样重塑的主要原因。

Serial Echocardiographic Assessment of Left Ventricular Remodeling in Murine

Ischemic Cardiomyopathy Model with High Frequency Ultrasound

Ma Yitong, Yang Yining, Gao Xiaoming, et al

Institution of Cardiovascular Medicine, First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University, Urumqi  830054  China

Abstract:Objective  To use serial echocardiography assessment of left ventricular (LV) remodeling in KunMing mice (KM) with ischemic cardiomyopathy with a high frequency ultrasound (HFU) .Methods  Sixty KM mice underwent open-chest surgery to induce left coronary artery occlusion or sham-operation (SH) .Echocardiography was performed with a 15 MHz HF linear array transducer before and at 1, 2, 4 and 6 weeks after surgery.Hemodynamics were determined at 6th week via LV catheterization and hearts were examined morphologically.Results  In survival ischemic mice,LV dilatation and decreased in fractional shortening(FS)were detected with HF transducer at 1 week.LV dimension, LV mass were progressively increased and FS were declined during the 2-6 week period.Infarcted mice had worse hemodynamics compared with that SH did.Conclusions  Echocardiography with 15 MHz HF transducer was a reliable means to serially assess LV remodeling and to accuralely uate LV dysfunction.

Key words:Ultrasound, Ventricular function, Remodeling, Infarction.

    近年来,采用无创经胸心脏超声技术对小鼠心脏形态和功能的评价在国外研究中已被广泛应用[1],但国内目前仍缺乏相关研究。本文采用15 MHz高频线阵超声探头对小鼠缺血性心肌病模型左室重塑和功能进行连续观察,旨在探讨小鼠缺血性左室重塑的规律及其发生机制。

1.1　实验动物分组及模型建立
　　 雄性昆明小鼠60只,平均体质量(22.3±2.1) g。随机分为两组,其中一组45只小鼠参照高晓明[1]的方法建立小鼠心肌缺血模型为手术组,小鼠麻醉后,左侧第3肋间开胸,暴露心脏,于左心耳下缘约1 mm处高位缝扎左冠状动脉,心电图显示ST段弓背抬高表明心肌梗死建立。另一组15只同期开胸手术但不结扎冠状动脉为假手术组。

1.2　超声设备和方法

　　 使用Sonos 5500型彩色多普勒超声心动图仪及相应配置的15 MHz高频线阵超声探头,帧频41桢/s,体内深度设置2 cm。分别于术前、术后1、2、4和6周行心脏超声检查。半量麻醉保持自主呼吸,胸部褪毛,右侧卧位于胸骨旁左室乳头肌水平短轴切面采集左室二维图像,同时获得M-型超声心动图,每一测量点记录10个心动周期;由获得M-型心动图测量心率(HR),左室前后壁舒张末厚度(Awd, Pwd)、收缩末厚度(Aws; Pws)、左室舒、缩末期内径、和左室舒张末期外径,左室短轴缩短率(FS%)和左心室质量(LV mass)分别按以下公式计算: FS%= [ (LVEDD -LVESD) /LVEDD]×100%^[2], LV mass= [ (LVEDD +Awd+Pwd)3-LVEDD3]×1.055^[3]。

1.3　血流动力学检测
　　术后第6周心脏超声检查完毕后,行有创血流动力学检测。小鼠麻醉后于镜下将1.4 F微导管(Millar Instrument Inc, USA)经右颈总动脉插至升主动脉及左心室内。依次记录主动脉平均动脉压(MAP)、左心室收缩压(LVSP)、左心室舒张末压(LVEDP)、及左心室压力变化最大速率(dp/dt max和dp/dt min)。选择连续8~10个心动周期进行测量。

1.4　病理学检查

　　实验完毕小鼠断颈处死,游离心脏,甲醛固定、石蜡包埋、常规切片、HE染色、光镜观察心肌病理改变,采集左室图像按文献报道[4]计算左室心肌梗死百分比(infarct size, IS)。

1.5　统计学方法

　　计量资料以均数±标准差表示,采用SPSS 11.5统计软件包,采用方差分析比较各阶段差异,参数间相关性采用直线相关分析。

    术后手术组中13只小鼠于观察期内死亡,其余32只及所有假手术组小鼠存活完成6周观察。对小鼠连续观察时获得了较满意的超声心动图像。与术前比较,手术组术后1周左室腔内、外径明显增加(P均<0.05);术后2周时观察到梗死区伸展左室明显扩大, Aws明显减小, FS显著降低(P均<0.05);术后4周时左室显著扩大, FS进一步降低(P均<0.05); 4～6周时左室形态呈球形(图1), Aws较术前减小42% (P<0.05),呈典型心肌病超声表现;术后2～6周时超声测量LV mass较术前显著增加(P均<0.05),结果见表1。术后第6周手术组及假手术组小鼠血流动力学评价结果见表2,可见手术组血流动力学各指标较假手术组明显恶化(P均<0.05)。病理学显示手术组左心室IS为31.5%～59.6% (平均48.7%±6.3%),梗死区心肌坏死、心室壁变薄伸展累积左室前侧壁,非梗死区代偿性肥厚(图2)。相关分析显示,术后6周时手术组超声测量FS与血流动力学测量LVSP (r=0.63,P<0.05)、dp/dtmax(r=0.66,P<0.05)和dp/dt min (r=0.58,P<0.05)存在正相关;与超声测量伸展(extension的LVDD)EXLVDD存在负相关(r=-0.73,P<0.05)。病理观察测量IS与经胸超声测量FS (r=-0.71,P<0.01)存在负相关,而与LVESD (r=0.69,P<0.01)存在正相关。