刘力(1) 赵文姣(2) 曾建平(1) 孙智山(1)
中南大学湘潭临床学院心电生理室(1)
医院心内科(2)
[摘要]
目的 建立中国中型猪经皮冠状动脉腔内血管成形术(PTCA)球囊封堵冠状动脉急性心肌梗死模型,研究急性心肌缺血梗死过程中尼沙赫电图(saahECG)时间轴心室测量标量参数S-VS和VS-VD的变化,并探讨该变化对心肌缺血的早期诊断价值。
方法 中国中型猪,体重39~67(44.5±12.70)kg,麻醉后经股动脉置入PTCA球囊至左前降支第一对角支远端,堵闭血流120min,同步、逐波扫描记录模型建立前后及过程中saahECG和常规12导联心电图(ECG),随后对saahECG时间轴心室测量,以S-VS和VS-VD作为标量参数进行分析,并与同步记录的ECG对比分析。
结果 ①运用PTCA球囊封堵法成功建立猪急性心肌梗死模型,球囊封堵12s后saahECG即出现VS-VD改变,39s后S-VS显著增加,而ECG的ST段改变则于24s后出现。
②saahECG心室时间轴标量参数S-VS、VS-VD改变早于心电图改变。
③球囊封堵前及封堵2h后,saahECG标量参数S-VS、VS-VD差异显著。
结论 我们发现了一种新的监测心肌缺血的体表心电图,即saahECG,saahECG比ECG提前反应,并可以实现心肌缺血改变的数据化显示,对心肌缺血更早期的诊断有重要价值。
[关键词] 急性心肌梗死;动物模型;猪;心电图;尼沙赫电图;时间轴心室测量
冠心病目前已成为威胁人类健康的主要疾病之一,快速、准确地诊断急性心肌梗死(AMI)并予以及时、有效地治疗对预后至关重要。标准12导联心电图(ECG)作为一种无创性诊断技术,对诊断急性心肌梗死具有重要的临床应用价值,此外,急性期心电图尚能对预后及危险分层提供进一步信息。但心电图诊断心肌缺血的敏感性及特异性相对较低,对心内膜下心肌缺血甚至部分透壁心肌缺血不能准确提示。
本研究通过应用一种新的体表监测心脏电活动的方法--尼沙赫电图(saahECG),来准确记录早期AMI过程中除极相及复极相的变化,以提高早期诊断AMI的准确性。我们制备了猪的急性心肌梗死模型,用saahECG及ECG同步记录整个过程中心肌缺血的电生理变化,随后对saahECG进行时间轴心室测量,用VS和VD量化分析去极、复极期变化,并与标准12导联心电图ST-T变化进行对比。
1 材料与方法
以下所做的动物实医院伦理委员会认定通过。
1.1 实验动物
中国中型猪6头,体重39~67(44.5±12.70)kg,健康雌性,由中南大学湘潭临床医学院动物实验中心提供,经检验均为健康合格的家猪。
1.2 实验材料
美国通用公司C型臂X射线机;中国深圳迈瑞公司心电监护仪;日本泰尔茂公司各种导丝(长、短导丝及球囊导丝)、动脉鞘、各种导管(冠状动脉造影导管、猪尾导管及7F鞘管)及压力泵等。PHS-A10型SaahECG心电图监测仪,由菲士医学仪器公司提供。(可同时记录saahECG和ECG,参数设置为25mm/s,10mm/mV)
1.3 实验方法
动物麻醉:中国中型猪术前禁食12h,禁饮4h,用3%戊巴比妥以10mL/kg的总剂量在猪耳后分次行肌注麻醉,约20min后猪站立不稳而卧倒。将猪仰卧固定于操作台,用套管针在猪耳缘静脉建立静脉通路,以1.5%戊巴比妥3~15mL/h静脉泵维持麻醉,并根据猪的麻醉情况,酌情静脉推注适量利多卡因维持麻醉及预防室颤,予以心电监护,注意其生命体征情况。
手术方案:猪取仰卧位,右侧腹股沟部、前胸部及四肢备皮,按照标准12导联心电图连接方式在猪的四肢及前胸壁放置一次性电极。常规消毒、铺巾,2%利多卡因局部麻醉,寻找右侧股动脉鞘,穿刺右侧股动脉,置入6F血管鞘。皮下注射低分子肝素4000IU抗凝。经鞘管用6F共用冠脉造影导管行左、右冠状动脉选择性造影,注入碘帕醇行冠脉造影,观察猪冠状动脉的分布情况(图1),再将该导管置于左冠状动脉开口处,造影后置入PTCA球囊导丝,在导丝指引下置入20mm或25mm球囊至冠脉左前降支(LAD)第一对角支远端,以3040mmHg(4atm)或4560mmHg(6atm)打开球囊堵闭LAD,造影示球囊远端血流中断(图2)。120min后撤除球囊及鞘。术中予以连续心电监护及动脉内压力检测。全程同步描记标准12导联心电图和saahECG电图。
病理学检查:术后4周,处死实验动物,取出心脏,行石蜡包埋切片,并予以苏木精-伊红染色,以界定心肌梗死区。
1.4 统计学方法
应用SPSS17.0软件进行统计分析。计量资料以珋x±s表示,对于超过三组数据的组间比较采用多样本均数比较的方差分析(ANOVA分析),两组数据间比较采用配对样本t检验。P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 SaahECG时间轴心室测量下面我们就SaahECG具体的时间轴心室测量方法进行逐一介绍(图3)。
2.2 心电图导联与冠脉供应区域的对应关系我们知道,冠脉的解剖及供血特点决定了心电图不同导联对梗死相关冠脉的定位(表1)。而猪的循环与人类类似,阻断冠状动脉分支后形成的心肌梗死模型与人类心肌梗死病变有很大相似性。
我们选用其中一只猪(编号1019)的saahECG的V5导联进行数据测量,通过对比分析整个急性心肌缺血、梗死过程中QRS波群后面的新发现小波的形态、个数、S-VS、VS-VD、(S-VS)/(VS-VD)的变化来判断心肌缺血的变化。分别在球囊封堵前、封堵后,选取三个时间点,每个时间点选取20个波形进行测量(表2,图4)。并进行组间比较(表3)。
在球囊封堵前,基线状态下,V5导联QRS波群后有5个小波,(S-VS)/(VS-VD)均<1,证实心室收缩时程小于心室舒张时程,即心室工作时间比休息时间短,符合生理情况下心室肌做功规律。球囊封堵12s后,V5导联QRS波群后小波数仍为5个,心室收缩时程(S-VS)较基线状态下无明显变化,两组间差异无统计学意义,P=1;而心室舒张时程(VS-VD)较基线 在球囊封堵前,基线状态下,V5导联QRS波群后有5个小波,(S-VS)/(VS-VD)均<1,证实心室收缩时程小于心室舒张时程,即心室工作时间比休息时间短,符合生理情况下心室肌做功规律。
球囊封堵12s后,V5导联QRS波群后小波数仍为5个,心室收缩时程(S-VS)较基线状态下无明显变化,两组间差异无统计学意义,P=1;而心室舒张时程(VS-VD)较基线saahECGQRS波群后小波时程变化对心肌缺血非常敏感,在球囊封堵造成心肌急性缺血后12s即发生改变;时间轴心室测量标测参数变化明显,比心电图出现ST-T改变早。
对同步记录的ECG进行分析,发现球囊封堵后24s才开始出现ST段的水平上抬,比saa-hECG的VS/VD变化晚12s。而对另一只猪(编号1069)的saahECG与ECG比较可发现,saahECG发现心肌缺血变化至少比ECG早5min(图5~7)。
我们对6只猪采用PTCA球囊封堵术建立急性心肌梗死模型,封堵时间为2h,随后退出球囊。4周后,处死实验动物,取出心脏,行石蜡包埋切片,并予以苏木精伊红染色,发现6只猪均成功实现心肌梗死,心肌梗死范围包括间壁、单纯前壁和心尖。对6只猪球囊封堵前及球囊封堵2h后的saahECG12导联时间轴心室测量VS、VD进行综合统计分析(表3、4)。
通过表3、4,我们可以得出,球囊封堵前后心室舒张时程显著缩短,P<0.001;球囊封堵前,(S-VS)/(VS-VD)<1,而球囊封堵后(S-VS)/(VS-VD)>1,差异有统计学意义,P<0.001。
3 讨论
自Einthoven于1903年第一次记录到弦性心电图波以来,ECG得以在临床广泛使用并得到大力发展,尤其是对于心肌梗死诊断。心电图是心脏在兴奋过程中以电偶变化的幅度与方向为基础的各种动作电位的综合效应。ST段代表心室的缓慢复极期,此时正常情况下心室各部分细胞均处于去极化状态,相当于动作电位的平台期,电位差很小,故ST段应与基线平齐。
当发生心肌缺血时,由于组织缺氧,导致细胞内储存的ATP减少,随之产生电机械分离,从而造成ATP依赖性的跨膜电势变化,表现为心电图(ECG)上复极期ST段和T波改变。故ST-T段变化常被当作急性心肌梗死(AMI)的预测指标。但越来越多的研究表明其临床应用价值有一定局限性,如按惯用心电图诊断AMI,Parker等通过1910例尸检分析证实其敏感性为75%,特异性为68%。
部分研究表明,不管是在动物还是人类,AMI后均可引起去极期变化。本研究提出一种新的监测心电信号的方法--尼沙赫电图(saahECG),来实时、逐波反映心肌梗死导致的心室去极化和复极化状态。根据电势能分析,saahECGQRS波群后的小波跟心室肌动作电位2相和3相复极化相一致。
saahECG检测仪是由美国菲士医疗仪器公司运用国际及美国最新的工程技术专利创造发明的,它利用特殊的信号处理技术能分辨出0~150Hz的卷积信号。运用分频线性技术,saahECG可以在与传统ECG同时扫描记录心电信号的情况下,提取出超
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