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作者：郭薇,陳斌,陳德偉,浦曉東

【摘要】目的評價實時三維超聲心動圖(RT3DE)定量技術測量左室整體和節段心肌質量的可靠性和實用性。方法建立18只急性心肌梗死(AMI)實驗犬模型,6只健康雜種犬作為對照組。應用實時三維超聲心動圖(RT3DE)的全容積圖像采集及定量技術,測量左室整體和節段心肌質量并與解剖測值對照。分析急性心肌梗死前后整體和節段心肌質量的變化。結果對照組RT3DE與解剖學的方法測量左室心肌質量有良好相關性(r=0.94)。與急性心肌梗死前比較,梗死后的心肌質量增加(P<0.05),且與左室射血分數(EF)值之間呈負相關性(r=-0.798)。結論應用RT3DE測量左室整體和節段心肌質量方法可靠,對評估心肌梗死后的早期左室重構與心功能具有實用性。

【關鍵詞】超聲心動描記術，三維；心肌梗死；急性病；器官測量；疾病模型，動物

ABSTRACT:ObjectiveToevaluatetheapplicationofthequantifiedtechniqueofrealtimethreedimensionalechocardiography(RT3DE)inmeasuringwholeandsectionalmyocardialmassofleftventricle.Methods18canineswithacutemyocardialinfarction(AMI)wereincludedintheexperimentalmodel;6healthycrossbredcanineswereusedthecontrolgroup.ThroughcollectingfullvolumeimagingusingRT3DE,globalandsectionalmyocardialmassofleftventriclewasmeasuredandcomparedtotheweighedmassofdissectedhearts.ChangesofleftventricularwholeandsectionalmyocardialmasswerealsoanalyzedbeforeandafterAMI.ResultsInthecontrolgroup,myocardialmassofleftventriclesmeasuredwithRT3DEshowedstrongcorrelation(r=0.94)paredtomyocardialmassmeasuredbeforemyocardialinfarction,massmeasuredafterinfarctionwasincreased(P<0.05),andisnegativecorrelated(r=-0.798)withejectionfractionofleftventricle.ConclusionThestudyshowedthatitisreliabletouseRT3DEtomeasuretheglobalandsectionalmyocardialmassofleftventricle.Also,RT3DEhasabetterutilityforearlymodelingofleftventricleandtheevaluationofcardiacfunctionaftermyocardialinfarction.

KEYWORDS:echocardiography,threedimensional;myocardialinfarction;acutedisease;organsize;diseasemodels,animal

左室心肌質量(leftventricularmyocardialmass,LVMM)是評價心功能的重要指標。它對心臟的病理生理改變、病變預后評估及療效觀察,均具有重要的臨床意義。實時三維超聲心動圖(realtimethreedimensionalechocardiography,RT3DE)提供了沒有幾何形態學假設的實際顯像模式,增加心臟測量的準確性[12]。筆者應用RT3DE的定量技術測量急性心肌梗死犬的整體與節段心肌質量,評價該技術的可靠性及實用性。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1動物健康雜種犬24只(福建省醫學科學研究所),體質量(12.8±3.4)kg(10～16kg)。分2組:急性心肌梗死(acutemyocardialinfarction,AMI)組18只,對照組6只。

1.1.2儀器常規二維切面掃查及實時三維超聲的全容積圖像的采集系用Sonos超聲心動圖儀(7500型,荷蘭Philips公司),三維圖像分析及數據測量應用TomTec三維超聲工作站的Cardiacview分析軟件(德國湯姆泰克公司)。

1.2方法

1.2.1實驗步驟所有實驗犬經血清肌鈣蛋白(cTnI)檢測證實心肌缺血。建立靜脈通路后注射3%戊巴比妥鈉30mg/kg,呼吸機保持呼吸通暢,全程心電圖監測。開胸犬的心臟充分暴露,顯示左冠狀動脈及其分支。探頭置于心臟表面的水囊上,顯示超聲的系列二維切面,并于心尖四腔平面采集實時全容積三維圖像。保存所有數據至光盤供測量分析。

1.2.2數據采集對照組在實時三維超聲圖像采集后,顯示左室整體室壁三維形態,并按左室的3個標準平面(二尖瓣水平、乳頭肌水平及心尖部水平)在三維超聲工作站上將左室切割成3個水平節段(圖1),測量整體和3個節段心肌質量。予以10%氯化鉀處死后取出心臟,以左室解剖的3個標準平面切成3個節段(圖2),測量其心肌質量。將兩種方式獲取的左室整體和節段圖像進行形態學與測值對比分析。AMI組在實時三維圖像采集后對冠狀動脈左前降支的第1分支進行結扎,并分別于即刻,0.5,1,2,3,4h采集三維全容積圖像,連續觀察心室壁的形態學變化,測量左室射血分數(EF)及其整體和節段心肌質量,脫機進行心肌梗死前后心肌質量與心功能的分析。隨后取出處死犬的心臟,按左室的3個標準平面切成3個節段并將所有實體解剖心臟的整體與3個節段心肌稱質量。

1.2.3病理檢查經1%三苯基氯化氮唑(TTC)溶液中染色10min后,放入福爾馬林溶液中固定10min送病理分析。

1.3統計學處理數據用x±s表示,采用SPSS12.0統計分析軟件,組間比較采用t檢驗。P<0.05為差別有統計學意義。

2結果

2.1實時三維超聲心動圖對照組左室整體心肌形態呈椎形,整體及3個節段的心肌質量與實體解剖的心肌質量比較,差別無統計學意義(P>0.05),并有良好的相關性(r=0.94,表1)。AMI組左室整體與3個節段的心肌形態在冠狀動脈結扎后2h開始僅有心尖部形態改變,心尖水平心腔稍增寬,3h后整體心肌逐漸變薄,心腔擴大,各節段水平心腔及心肌形態改變且以心尖部為著(圖3),4h后整體及3節段心肌質量與心肌梗死前比較有明顯增加(P<0.05,表2)。RT3DE測量左室整體心肌質量與EF值比較,有良好的相關性(r=-0.798,圖4)。

N:整體心肌形態;A:心尖水平;B:中間水平;C:基底水平.

圖1正常犬的左室整體和3個平面的RT3DE圖像（略）

Fig1RT3DEobtainedwholeandsectionalimagingofleftventricleofcontrolcanineinthreeplanes

A:心尖水平;B:中間水平;C:基底水平.

圖2正常犬左室3個平面的節段解剖圖（略）

Fig2Sectionalimageofthedissectedleftventricleofcontrolcaninesinthreeplanes

表1對照組心肌質量的RT3DE和實體解剖測值比較（略）

Tab1ComparisonofmeasurementofmyocardialmassobtainedusingRT3DEandthroughdissectionmg

RT3DE:實時三維超聲心動圖.

表2AMI組RT3DE心肌質量比較（略）

Tab2ComparisonofRT3DEobtainedwholeandsectionalmyocardialmassmeasuredbeforeandaftermyocardialinfarctionmg

AMI：急性心肌梗死；RT3DE：實時三維超聲心動圖.與心肌梗死前比較,☆：P<0.05.

2.2病理解剖與實驗室指標

2.2.1肉眼顯示對照組整體及三節段左室心肌均呈鮮紅色。冠狀動脈分支結扎3h前,心肌顏色未見明顯變化,直至4h;AMI組的左室心尖部表面呈暗紅色,腔室增大及室壁變薄,TTC染色后,左室三節段有不均勻的無灌注區。

2.2.2電鏡顯示對照組心肌超微結構完好,細胞核及核仁完整清晰,染色質形態正常、肌小節整齊等長,Z線及明暗帶清晰,肌絲排列有序,線粒體無腫脹、嵴無斷裂。AMI組梗死心肌超微結構明顯損害,肌節攣縮,小節長短不一,Z線模糊,肌絲水腫、紊亂或溶解斷裂,明暗帶不清,線粒體明顯腫大、嵴融合斷裂,細胞核增大,核仁模糊(圖5)。

2.2.3血清肌鈣蛋白(cTnI)檢測與心肌梗死前比較,AMI組2h后血清肌鈣蛋白(cTnI)的測值明顯升高。

3討論

盡管二維超聲心動圖已作為評價心肌質量的有效方法,但受二維平面顯像的影響,對局部心肌質量的評估有一定的局限性[34]。RT3DE的問世,提高了測量心肌質量的準確性,尤其對節段局部心肌的定量診斷優于傳統的二維超聲心動圖[56]。本研究通過應用RT3DE測量正常犬心臟的整體與節段局部心肌質量,并與實體解剖對照,其結果基本一致,顯示了該技術應用的可靠性與可行性。

心肌梗死后,梗死區域在心室內壓力的作用下心室壁可逐漸變薄、擴張,非梗死區心肌增厚。而心尖部是最容易受到梗死擴展損傷的區域[7]。本實驗犬的左冠狀動脈分支被結扎后,其所灌注的心肌區域受損,且以心尖部為著。根據病理結果顯示,由于梗死區的正常心肌細胞破裂,肌束之間的滑動減少了整個室壁心肌細胞數目,故使心室壁變薄和擴展。與正常犬比較,18只AMI實驗犬的整體、節段局部心肌質量均有不同程度的增加(P<0.05)。心肌梗死區域的的擴展始于AMI后數小時,是AMI早期重構的特征[8]。在AMI早期,僅有心尖部局部的形態改變;而AMI后期可見心尖部心肌明顯變薄,心腔擴大,心肌的整體、中間部及心尖部質量均明顯增加。AMI后隨著左室質量的增加,其心室收縮功能即降低,這種心肌質量的改變反映了AMI后左室重構的過程及左室收縮功能狀況。研究表明,實時三維超聲心動圖能直觀地展現心室各節段形態的變化,準確定量整體和局部節段心肌的質量,評價心臟收縮功能。AMI后的心室形態改變、心肌質量增加,提示心室重構的存在和左室收縮功能的降低。實時三維超聲心動圖定量心肌質量,對評估心肌梗死后的早期左室重構與心功能有重要的實用價值。

N:整體心肌形態;A:心尖水平;B:中間水平;C:基底水平.

圖3AMI犬的左室整體和節段心肌RT3DE圖像（略）

Fig3RT3DEobtainedwholeandsectionalmyocardialimagingofleftventricleofAMIcaninesinthreeplanes

圖4左室心肌質量與左室射血分數相關性分析（略）

Fig4Correlationanalysisofmyocardialmassandejectionfractionofleftventricle

A:對照組心肌細胞核完整清晰,肌絲排列規則;B:AMI組心肌細胞核增大,肌絲水腫、紊亂.

圖5左室心尖部心肌的電鏡圖象(×3600)（略）

Fig5Theapicalmyocardialimageofleftventricleunderelectronmicroscope(×3600)

【參考文獻】

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