犬急性缺血再灌注模型左室心肌功能的应变率成像评价和活性氧水平变化

　　　　 作者：曹振强 宋军 高申 董璠 杨迪

【摘要】 目的 应用应变率成像(SRI)技术观察犬急性心肌缺血再灌注后局部心肌收缩功能变化，同时测定活性氧水平变化。方法 健康杂种犬30只，随机均分成对照组、缺血组和再灌注组。SRI技术测量三组模型心肌收缩期峰值应变(SSYS)及峰值应变率(SRSYS)，流式细胞仪测定心肌细胞及外周血活性氧(ROS)水平变化。结果 缺血组左室前壁和前间隔中间段SSYS及SRSYS明显减低，与对照组比较具有统计学差异(P<0.01)，再灌注组左室前壁和室间隔中间段SSYS及SRSYS与缺血组比较有所升高，但仍低于对照组(P<0.01)。心肌细胞和外周血中ROS平均荧光强度，缺血组高于对照组(P<0.05)，再灌注组明显高于对照组和缺血组(P<0.01)，三组间有显著性差异。结论 SRI技术能够准确判定缺血再灌注后局部心肌收缩功能，心肌缺血再灌注损伤发生过程中ROS增高。

【关键词】 应变率成像;缺血再灌注;心肌功能;活性氧

应变率成像(strain rate imaging，SRI)技术是在组织速度成像基础上发展起来的新技术〔1〕，理论上不受相邻心肌牵拉效应及心脏整体平移的影响，较速度等参数更能反映心肌内在的生物力学特性，因此有助于识别主动与被动运动节段，提高诊断的准确性〔2，3〕。本研究采用SRI技术观察犬急性心肌缺血再灌注后局部心肌收缩功能变化，并同时测定活性氧(ROS)水平变化，以期为临床提供无创、准确评价缺血再灌注心肌功能的新手段，为防治再灌注损伤、保护心肌功能提供理论依据。

　　1 资料与方法

　　1.1 实验仪器与试剂 主要仪器：VIVID 7D型超声诊断仪，探头频率2～4 MHz，配有应变率成像软件， SCM5型麻醉呼吸机(上海);Spacelabs 90308111730型生理监测仪(美国);流式细胞仪。试剂：2′，7′二氯乙酰乙酸盐荧光素(DCFHDA)，Sigma公司。

　　1.2 动物模型制作及分组 健康杂种犬30只，雌雄不限，体质量15.0～18.0 kg，平均(16.9±0.9)kg，随机均分成对照组、缺血组和再灌注组。以戊巴比妥钠(30 mg/kg)静脉麻醉，将实验犬仰卧固定于实验台上，气管插管，呼吸机辅助呼吸，频率16次/min，潮气量30 ml/kg，股动脉切开插管连接多功能生理监测仪监测平均动脉压和心电图变化。备皮，胸骨正中开胸，暴露心脏，缝制心包吊篮，于左冠状动脉(LAD)第一对角支以下1 cm处穿线，套入橡胶管，对照组穿线不结扎LAD，缺血组LAD结扎30 min，再灌注组LAD结扎30 min后再灌注2 h。

　　1.3 研究方法 用VIVID 7D型超声诊断仪取左室心尖两腔和长轴切面，待图像调整满意后转换成程序，TVI条件下记录3个完整心动周期的动态组织速度图像储存待分析。

　　实验结束前，三组实验动物分别静脉采抗凝血1 ml留待流式细胞仪检测ROS;实验结束后，离断主动脉，取出心脏，心肌组织0.5～1.0 cm3 2 h内加工成单细胞悬液，流式细胞仪检测心肌细胞ROS。

　　启动分析软件，对图像进行脱机分析，将取样框置于左室前壁及前间隔中间段的心肌层内，避开心内膜及心外膜的干扰，软件自动给出心肌应变、应变率曲线图，以同步心电图波形划分收缩期和舒张期，测量三组心肌收缩期峰值应变(SSYS)及峰值应变率(SRSYS)，每幅图像测3次取平均值。

　　1.4 统计学方法 采用SPSS11.0统计软件包进行分析。各测值以x±s表示，两组间对应测值比较采用配对t检验。

　　2 结 果

　　2.1 各模型组左室前壁、前间隔中间段SSYS、应变率SRSYS测值 缺血组左室前壁和室间隔中间段SSYS及SRSYS明显减低，与对照组比较具有统计学差异(P<0.01)，再灌注组左室前壁和前间隔中间段SSYS及SRSYS与缺血组比较有所升高，但仍低于对照组(P<0.01)。见表1。表1 各组间左室前壁、前间隔中间段SSYS、SRSYS(S-1)测值比较与对照组比较：1)P<0.01

　　2.2 各组间心肌细胞和外周血ROS平均荧光强度值改变 心肌细胞和外周血中ROS，缺血组高于对照组(P<0.05)，再灌注组明显高于对照组和缺血组(P<0.01)，三组间有显著性差异。见表2。表2 心肌细胞和外周血ROS平均荧光强度值改变与对照组比较：1)P<0.05，2)P<0.01;与缺血组比较：3)P<0.01

　　3 讨 论

　　冠状动脉搭桥和心脏介入手术使缺血心肌恢复血流再灌注，再灌注损伤又影响心肌功能的恢复。评价溶栓治疗效果主要依据临床表现和冠状动脉造影，前者可靠性差，后者为创伤性检查，尤其对于急性心肌梗死患者有相当大的危险性，目前临床尚缺乏无创性早期评价术前、术后心肌局部功能的客观指标，因而利用超声心动图技术研究缺血再灌注心肌局部功能具有重要的临床意义。

　　SRI技术显示的是局部心肌压缩(增厚)或伸展(变薄)的能力和快慢，即沿超声声速方向单位长度的速度阶差〔4，5〕，它不受心脏整体运动和邻近心肌节段的牵拉对室壁运动速度的影响。国内外很多研究结果都认为，应变率更能真实反映局部心肌的收缩功能〔6〕。

　　应用SRI技术，本实验对缺血再灌注心肌局部功能进行定量分析研究，结果显示，LAD结扎后30 min受累节段左室前间隔及前壁中段局部心肌的SSYS、SRSYS与对照组比较明显减低，再灌注2 h相同节段的SSYS、SRSYS略有恢复趋势，但仍未达到对照组水平，表明心肌血流突然中断，缺血缺氧导致局部心肌收缩能力明显减低，随着心肌血流灌注的增加，能量恢复，缺血节段心肌发生变形的能力得到改善，部分顿抑心肌收缩功能有逐渐增加趋势，但增加缓慢。

　　缺血再灌注损伤本身是个多因素协同的过程，心肌缺血再灌注损伤过程与ROS增高或氧自由基增多现象密不可分〔7，8〕。本实验通过检测外周血和心肌细胞ROS水平，结果表明再灌注组外周血和心肌细胞ROS水平均显著高于缺血组，进一步证实ROS是心肌缺血再灌注损伤发生的重要因素之一。

　　本研究表明，SRI技术可以早期、准确、无创地评价缺血再灌注损伤的局部心肌功能，为临床治疗提供可靠的影像学依据，并且通过抑制ROS的增高，可以对缺血再灌注过程中心肌收缩功能进行有效的防治和保护。

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