超聲研究犬及心肌梗死患者心尖在左室扭轉(zhuǎn)中的作用.pdf

1、左室扭轉(zhuǎn)(left ventricular torsion，LVT)指由心尖向心底觀察收縮期心尖逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)與心底順時(shí)針旋轉(zhuǎn)形成的左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其大小等于心尖旋轉(zhuǎn)減心底旋轉(zhuǎn)。左室扭轉(zhuǎn)可敏感地評(píng)價(jià)左室收縮功能。左室旋轉(zhuǎn)(left ventricular rotation，LVR)是指左室壁圍繞左室長(zhǎng)軸的角度變化。心底呈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)且旋轉(zhuǎn)幅度小，心尖呈逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)且旋轉(zhuǎn)幅度大，所以左室扭轉(zhuǎn)的大小主要取決于心尖旋轉(zhuǎn)的大小。心尖在左室扭轉(zhuǎn)中所起的作用

2、尚不清楚，本研究用超聲心動(dòng)圖技術(shù)(echocardiography)評(píng)價(jià)心尖在左室扭轉(zhuǎn)中的作用并探討其作用機(jī)制。用加熱的方法破壞實(shí)驗(yàn)犬心尖使其壞死失去收縮功能，心尖收縮產(chǎn)生的主動(dòng)旋轉(zhuǎn)消失，測(cè)量心尖破壞前、后左室扭轉(zhuǎn)的變化來(lái)評(píng)價(jià)心尖在左室扭轉(zhuǎn)中的作用；通過(guò)測(cè)量分析心肌梗死累及心尖者與健康者間左室扭轉(zhuǎn)的差異，評(píng)價(jià)心尖在左室扭轉(zhuǎn)中的作用。組織多普勒成像技術(shù)(tissue Doppler imaging，TDI)能準(zhǔn)確反映心肌運(yùn)動(dòng)速度，本研究用

3、TDI測(cè)量心肌旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)速度，并根據(jù)速度積分公式通過(guò)計(jì)算機(jī)編程來(lái)計(jì)算左室扭轉(zhuǎn)；實(shí)時(shí)三維超聲(real-time three-dimensional echocardiography，RT-3DE)測(cè)量左室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction，LVEF)來(lái)評(píng)價(jià)心尖在左室收縮功能中的作用；應(yīng)變率成像(strain rate imaging，SRI)評(píng)價(jià)相關(guān)心肌的收縮功能。 方法： 將1

4、4只實(shí)驗(yàn)犬施加實(shí)驗(yàn)條件后列為實(shí)驗(yàn)組，施加實(shí)驗(yàn)條件前為對(duì)照組。開(kāi)胸、開(kāi)心包后，通過(guò)心尖表面對(duì)心尖實(shí)施加熱使心尖加熱區(qū)發(fā)生透壁性壞死。對(duì)心尖實(shí)施加熱的裝置為電加熱器，加熱溫度為206℃±2℃，加熱面積為3.0 cm2的圓形。加熱時(shí)間與加熱區(qū)心肌壞死深度及加熱區(qū)周邊心肌損傷范圍的規(guī)律已于本實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，并掌握了其規(guī)律。加熱時(shí)間根據(jù)加熱區(qū)心室壁的最大厚度確定，以心尖表面的尖為加熱區(qū)的中心對(duì)心尖進(jìn)行對(duì)稱性加熱。本研究的每例實(shí)驗(yàn)結(jié)束后均對(duì)加

5、熱區(qū)及其周邊心肌的損傷情況進(jìn)行肉眼、光鏡及電鏡的檢查，以評(píng)價(jià)加熱的效果及實(shí)驗(yàn)指標(biāo)測(cè)量位置選擇的準(zhǔn)確與否。超聲指標(biāo)的測(cè)量均用Philip iE33型超聲診斷儀。對(duì)實(shí)驗(yàn)犬進(jìn)行如下指標(biāo)的測(cè)量：用TDI測(cè)量加熱前、后左室側(cè)壁及室間隔心肌旋轉(zhuǎn)速度，根據(jù)速度積分公式計(jì)算左室旋轉(zhuǎn)及扭轉(zhuǎn)；測(cè)量前壁及后壁的運(yùn)動(dòng)速度，計(jì)算隨時(shí)間變化的左室半徑。于四個(gè)左室短軸切面進(jìn)行TDI的檢測(cè)：心尖壞死區(qū)、與加熱區(qū)鄰近的心尖上方正常區(qū)(尖上區(qū))、赤道部及心底部。心尖壞死區(qū)

6、定位方法是將左室短軸切面向心尖方向下移到左室腔即將消失前的左室短軸切面；心底部的定位標(biāo)記為二尖瓣；尖上區(qū)定位在距加熱區(qū)中心(心尖表面的尖)18mm處并于側(cè)壁心肌表面置標(biāo)記物(距加熱區(qū)5mm以外的心肌為正常心肌，面積為3.0 cm2的圓形加熱區(qū)半徑為9.9mm，即距加熱區(qū)中心14.9mm以外的心肌為正常心肌，為確保測(cè)量的部位為正常心肌再向外延伸3mm即17.9mm，約18mm)；赤道部定位在與心尖和心底短軸切面等距離的位置并于側(cè)壁心肌表面

7、置標(biāo)記物。產(chǎn)生左室旋轉(zhuǎn)及扭轉(zhuǎn)的力主要取決于心肌短軸方向的收縮情況，因此測(cè)量加熱前、后左室側(cè)壁及室間隔的圓周SRI評(píng)價(jià)心肌收縮功能，測(cè)量切面包括：心尖壞死區(qū)、尖上區(qū)、赤道部及心底部，定位方法同TDI的測(cè)量。SRI值用左室側(cè)壁及室間隔的平均圓周SRI表示。左室射血分?jǐn)?shù)的測(cè)量用RT-3DE進(jìn)行。通過(guò)左室腔內(nèi)豬尾導(dǎo)管記錄左室收縮壓；記錄左室收縮壓加速時(shí)間(心電圖的QRS波起點(diǎn)到左室收縮壓峰值時(shí)間)占左室收縮期持續(xù)時(shí)間(心電圖的QRS波起點(diǎn)到PW

8、記錄的主動(dòng)脈瓣關(guān)閉時(shí)間)的百分比。心肌組織電鏡及HE染色光鏡檢查。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后處死實(shí)驗(yàn)犬，于心尖加熱區(qū)、距加熱區(qū)3mm、距加熱區(qū)5mm及距加熱區(qū)5mm以上的部位取心肌組織進(jìn)行病理檢查。觀察犬心肌纖維走行。由于本實(shí)驗(yàn)犬經(jīng)心尖加熱并取心肌標(biāo)本后已無(wú)法進(jìn)行心肌纖維走行的觀察，遂選則8棵未施加任何條件的犬心臟進(jìn)行心肌纖維走行的觀察。將取出的心臟用100℃的水煮15min，待冷卻后徒手剝開(kāi)心肌觀察左室心肌纖維走行。 心肌梗死累及心尖者27例

9、為實(shí)驗(yàn)組，15例健康志愿者為對(duì)照組。超聲測(cè)量用Philip iE33型超聲診斷儀。用TDI測(cè)量左室側(cè)壁及室間隔心肌旋轉(zhuǎn)速度，根據(jù)速度積分公式計(jì)算左室旋轉(zhuǎn)及扭轉(zhuǎn)；測(cè)量前壁及后壁的運(yùn)動(dòng)速度，計(jì)算隨時(shí)間變化的左室半徑。SRI的測(cè)量包括左室側(cè)壁及室間隔的圓周SRI、左室前壁及后壁的短軸SRI，左室短軸切面的定位同TDI測(cè)量，均包括四個(gè)左室短軸切面：心底短軸切面的解剖標(biāo)記為二尖瓣；赤道短軸切面的解剖標(biāo)記為乳頭肌，即乳頭肌水平的左室短軸切面；將超聲

10、探頭向心尖方向掃查，于右室腔恰好消失前的左室短軸切面定為心尖上部短軸切面，該切面測(cè)量的左室旋轉(zhuǎn)稱尖上旋轉(zhuǎn)；向心尖方向繼續(xù)掃查，于左室腔恰好消失前的左室短軸切面定為心尖短軸切面。用RT-3DE測(cè)量左室射血分?jǐn)?shù)。 結(jié)果： 1、對(duì)心尖加熱后心肌破壞情況的評(píng)價(jià)結(jié)果。14只實(shí)驗(yàn)犬加熱區(qū)心肌剖開(kāi)肉眼觀察均呈灰白色為心肌蛋白質(zhì)變性成為透壁性凝固性壞死的心肌；圓形加熱區(qū)的中心與左室腔最低點(diǎn)內(nèi)外對(duì)應(yīng)為心尖對(duì)稱性加熱，14只實(shí)驗(yàn)犬以心尖表面

11、的尖為圓形加熱區(qū)的中心其結(jié)果均為心尖對(duì)稱性加熱；光鏡及電鏡結(jié)果顯示加熱區(qū)及距加熱區(qū)3mm的心肌均有改變，距加熱區(qū)5mm的心肌部分電鏡下有改變、光鏡下無(wú)改變，距加熱區(qū)5mm以上的心肌組織均無(wú)改變，因此距加熱區(qū)中心18mm的心肌為正常心肌，于該處進(jìn)行鄰近加熱區(qū)的正常心肌TDI及SRI的檢測(cè)是可靠的。 2、左室扭轉(zhuǎn)及旋轉(zhuǎn)。心尖加熱后左室扭轉(zhuǎn)顯著減低(P<0.001)，其主要原因?yàn)樾募庑D(zhuǎn)明顯減低(P<0.001)，而心底旋轉(zhuǎn)絕對(duì)值卻有

12、一定程度的增大，即心底順時(shí)針旋轉(zhuǎn)增加(P<0.01)。赤道旋轉(zhuǎn)及心尖上方相鄰正常區(qū)旋轉(zhuǎn)(尖上旋轉(zhuǎn))無(wú)明顯變化。 3、心肌應(yīng)變率。心尖加熱后加熱區(qū)心肌應(yīng)變率收縮期S波的絕對(duì)值顯著減低(P<0.001)；尖上區(qū)及赤道部心肌應(yīng)變率無(wú)明顯變化；心底部心肌應(yīng)變率收縮期S波的絕對(duì)值有一定程度的增大(P<0.05)，與心底旋轉(zhuǎn)絕對(duì)值相關(guān)(r=0.54，P<0.005)。 4、心尖加熱后左室收縮壓減低(P<0.05)；左室收縮壓加速時(shí)間

13、占左室收縮期持續(xù)時(shí)間的百分比增大(P<0.01)；左室射血分?jǐn)?shù)減低(P<0.01)；左室舒張末壓增高(P<0.01)。 5、LVT與LVEF密切相關(guān)(r=0.66，P<0.001)；LVT與左室收縮壓加速時(shí)間占左室收縮期持續(xù)時(shí)間的百分比呈負(fù)相關(guān)(r=-0.52，P<0.005)；左室收縮壓加速時(shí)間占左室收縮期持續(xù)時(shí)間的百分比與LVEF呈明顯負(fù)相關(guān)(r=-0.68，P<0.001)。 6、對(duì)8棵經(jīng)沸水加溫的心臟進(jìn)行左室心肌

14、纖維走行的觀察，發(fā)現(xiàn)心尖部的外層心肌纖維與左室長(zhǎng)軸間的角度較心尖上方更大，即心尖部外層心肌纖維走行更趨于橫行走行，尤其是左室前壁心肌；而心尖內(nèi)層心肌纖維走行則無(wú)此特點(diǎn)。 7、心肌梗死累及心尖者左室扭轉(zhuǎn)明顯減低(P<0.001)，主要因?yàn)樾募庑D(zhuǎn)的顯著減低(P<0.001)。尖上旋轉(zhuǎn)也明顯減低(P<0.002)；赤道旋轉(zhuǎn)也有一定程度的減低，但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；心底旋轉(zhuǎn)無(wú)明顯變化。 8、與對(duì)照組相比心肌梗死累及心尖者心尖圓周應(yīng)變

15、率收縮期S波的絕對(duì)值顯著減低(P<0.001)，而心尖上部、赤道部及心底部的圓周應(yīng)變率無(wú)明顯變化；與對(duì)照組相比心肌梗死累及心尖者的心尖、心尖上部、赤道部及心底部短軸應(yīng)變率收縮期S波的絕對(duì)值均不同程度的減低(其中心尖及心尖上部變化顯著，P<0.001；赤道部及心底部則P<0.05)。 9、心肌梗死累及心尖者與對(duì)照組相比左室射血分?jǐn)?shù)明顯減低(P<0.001)，左室扭轉(zhuǎn)與左室射血分?jǐn)?shù)密切相關(guān)(r=0.79，P<0.001)。

16、結(jié)論： 1、心尖在左室扭轉(zhuǎn)中起重要作用，左室扭轉(zhuǎn)的大小主要取決于心尖旋轉(zhuǎn)。 2、心尖在左室扭轉(zhuǎn)中的作用源于心尖心肌收縮產(chǎn)生的心尖主動(dòng)旋轉(zhuǎn)。 3、心尖在左室扭轉(zhuǎn)中的重要作用與以下因素有關(guān)：心尖外層肌纖維更趨于橫行走行，其收縮力在短軸方向的矢量最大，產(chǎn)生的心尖旋轉(zhuǎn)最大；心尖外層心肌與內(nèi)層心肌的體積比最大；心尖的游離狀態(tài)最顯著，因而心尖旋轉(zhuǎn)幅度最大。 4、心尖在收縮期左室壓力形成及左室射血中起重要作用。這與左室