超声评价冬眠心肌再灌注的心功能变化
作者：张广智 万兰
单位：张广智(汉阳特种汽车制造厂职工医院，武汉 430050)；万 兰(中国人民解放军第457医院，武汉 430012)
关键词：超声心动图；冬眠心肌；心功能
咸宁医学院学报990401 摘 要 目的：观察冬眠心肌再灌注前后局部心肌功能与整体心脏功能的变化。方法：建立犬短期心肌缺血状态的冬眠心肌模型，利用超声心动图在缺血后5、15、30、60、120、180min 及再灌后5、10、15、30、60、120min 分别测量局部心肌功能指标─局部面积变化率(ΔA%)、局部轴长变化率(ΔH%)、局部心肌增厚率(ΔT%)以及整体心功能指标─每分搏出量(CO)、每搏搏出量(SV)、射血分数(EF)。结果：冠脉狭窄后局部心肌与整体心脏功能明显降低(P<0.001)，狭窄期间相对稳定在低水平范围。再灌注后心肌功能随之改善。结论：冬眠心肌收缩功能及整体心脏功能与冠脉血流量直接相关，冬眠心肌具有收缩储备能力，血运恢复后心脏功能可迅即恢复。
, http://www.100md.com
中图分类号 R540.4
Evaluation of Cardiac Function in Dogs with Myocardium Hibernation by Echocardiography before and after Reperfusion
ZHANG Guangzhi1 WAN Lan2
1 Staff Hospital,Han Yang Special Auto Works,Wuhan,430050
2 The 457 Hospital,Wuhan 430012
ABSTRACT Objective To investigate the change of cardiac function in dogs with myocardium hibernation before and after reperfusion.Methods A model of short-term myocardium hibernation was established in dogs.The indexes of local myocardial function(ΔA%,ΔH%,ΔT%)and left ventricular function(SV,CO,EF)were measured by using echocardiography at 5,10,30,60,120,180minutes after coronary stenosis and at 5,10,15,30,60,120 minutes after reperfusion.Results The indexes of local myocardial function and left ventricular function decreased significantly(P<0.001)during the whole time of ischemia and remained at a low level.With the return of coronary flow,ventricular constrictive function improved.Conclusion The change of constrictive function of hibernant myocardium relates closely with coronary blood flow(CBF)and it will recover soon after return of CBF;the constrictive ability of myocardium may be stored under the hibernant state.
, 百拇医药
KEY WORDS Echocardiography；Myocardium hibernation；Cardiac function
当心肌血供处于慢性低灌时，心肌产生保护性的代谢反应，作功降低，处于冬眠状态，此即冬眠心肌。当恢复足够的血供之后，心肌可复苏，心功能产生可逆性恢复。在临床上，缺血性心脏病的发病过程中广泛存在心肌冬眠现象。随着缺血性心脏病介入与手术治疗的广泛开展，准确评价再灌注后冬眠心肌功能与整体心功能的变化有着重要意义。本文通过对建立犬短期冬眠心肌模型，利用超声心动图评价左室功能变化，以期了解冬眠心肌再灌注前后心功能改变特征以及缺血与心功能障碍的关系。
1 资料与方法
1.1 冬眠心肌动物模型
14只成年健康杂种犬，雄雌不拘，体重16～25Kg。巴比妥钠(30mg/kg)静脉麻醉后开胸，悬吊心包床，分离冠状动脉左前降支(LAD)第一分支下血管，放置电磁流量计(日本MF-27)，其后放置微米缩窄器(武汉大学制)。实验中调节微米缩窄器模拟冠状动脉重度狭窄(CBF减少70±1%)。经冠脉狭窄远端小动脉插管，测小动脉压(DCP)；经右侧颈动脉插管至左室测左室压(LVP)、左室压力最大上升/下降速度(±dp/dtmax)等；经右侧股动脉插管至主动脉测平均动脉压(MAP)；同侧股静脉建立输液通道。以上压力、流量和心电信号均由多导生理记录仪同步记录。
, 百拇医药
1.2 超声心动图
使用美国 Acuson公司产 Sequoia 256型超声诊断仪，探头频率2.0～5.0MHZ，直接放于犬心脏表面扫查，录像记录狭窄前、狭窄后5、15、30、60、120、180min及再灌注后5、10、15、30、60、120min左心室二尖瓣口水平、高位乳头肌水平、低位乳头肌水平、心尖水平各短轴图象，同时将M型取样线置于室间隔与左室前壁连接处11～1点位置，观察室壁运动。随后将探头移至心尖处显示心尖二腔或四腔切面。
左室局部收缩功能测定使用SQ-9300(西安深秦电子公司)超声心动图计算机图象分析仪，以室间隔与左室游离后联合为起点(该点定义为0)，计算机根据内设固定轴法，自动沿顺时针方向以每15度为一节段，将左室短轴划分为24个节段。分别测定局部面积变化率(△A%)、局部轴长变化率(△H%)、局部室壁增厚率(△T%)。整体收缩功能采用改良Simpsons法观察每分搏出量(CO)、每搏搏出量(SV)、射血分数(EF)等。
, 百拇医药
1.3 统计方法
实验结果以均数±标准差(±s)表示。以狭窄前测值为基础对照值，将缺血区与非缺血区、冠脉狭窄前后以及再灌注前后各时间点测值进行配对t检验。
2 结果
反映左室收缩性能的指标+dp/dtmax、LVSP分别在冠脉狭窄后30min和60min时明显降低(P<0.05)。反映左室舒张性能的指标-dp/dtmax、LVDP在冠脉狭窄后15min明显降低(P<0.05)。说明冬眠心肌形成过程中，舒张性能改变较收缩性能改变出现为早。实验期间心率、血压无明显变化。
冠脉狭窄后5min观察，局部心功能明显降低(P<0.001)，在狭窄期间相对稳定在低水平范围(P>0.05)，在灌注后出现恢复。再灌注后120min时ΔA%恢复到狭窄前的89%、△H%恢复到狭窄前的91%、△T%恢复到狭窄前的71%(表1)。缺血区动态心功能变化曲线呈降低—平台—回升的规律。而非缺血区在冠脉狭窄前后无明显变化。整体心功能改变显示了同样的规律(表2)。
, 百拇医药
表1 冬眠心肌局部心功能指标变化(±s)
△A%
△H%
△T%
狭窄前
56.8±4.5
34.28±3.4
41.6±4.6
狭窄后
5min
26.3±6.5*
14.5±3.6*
, 百拇医药
26.3±3.5*
30min
27.0±6.8＃
14.6±3.4#
18.4±3.5#
60min
28.3±6.3#
14.0±4.1#
19.0±4.0#
120min
, 百拇医药
28.4±7.1＃
12.4±3.5＃
19.3±4.0#
180min
27.3±7.4#
14.5±3.8#
18.2±4.0#
再灌注
5min
37.8±6.7△
, http://www.100md.com
25.7±3.6△
23.5±4.2△
60min
40.1±5.7△
26.4±3.6△
26.0±3.3△
120min
49.8±6.1△△
30.6±4.1△△
30.3±5.0△
, 百拇医药
与狭窄前相比:*P<0.001,狭窄期间与前一时间点比较#P<0.05,与狭窄期间比较△P<0.05,△△P<0.01,狭窄后15min、再灌注后10、15、30min,测量结果与前后时间比较变化甚微,故省略,以下类同。
表2 狭窄再灌注期间整体心功能变化(±s)
狭窄前
狭窄后180min
再灌注60min
再灌注120min
SV(ml)
13.8±3.3
11.2±3.8*
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12.2±3.9*
12.9±3.0*
CO(L)
2.7±0.2
2.1±0.3*
2.5±0.4*
2.5±0.2
EF(%)
56.8±4.5
43.6±3.9**
40.9±2.9*
50.8±3.6*
, 百拇医药
FS(%)
30.3±3.8
27.6±3.7*
28.8±4.0*
29.2±3.8
EDV(ml)
24.4±1.1
25.7±1.5*
25.4±1.3
24.8±1.4
ESV(ml)
10.8±1.3
, 百拇医药
14.5±1.2***
13.2±1.4***
12.8±1.8**
与狭窄前相比:*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001
对冠脉狭窄后335个室壁运动异常节段的分析结果显示,运动减弱占86%(288/355),不运动占10%(34/355),轻度矛盾运动占4%(13/355)。再灌注后恢复正常者为56%,部分恢复者为44%,不运动或轻度运动消失。
3 讨论
3.1 低灌注心肌的功能改变
有实验证明，冠脉血流量减少>40%情况下，几乎在心肌缺血的同时，超声即可检测出室壁的节段运动异常[1,2]。本文未进行关于重度冠脉狭窄与局部心肌功能异常出现的时间观察。冠脉结扎后的动态心功能结果显示，在狭窄后5分钟心功能已有明显降低(P<0.001)，在狭窄期间整体与局部心肌收缩功能相对稳定在低水平范围(P>0.05)。再灌注后出现恢复。虽然再灌注后心功能指标仍较狭窄前为低，但与冠脉狭窄期间相比有明显改善，说明心肌在低灌注时，减少做功降代氧耗，在低水平维持心肌代谢，保持结构完整的调节机制[3]。从某种意义讲，对解释缺血性心脏病长期室壁运动异常患者在血运重建后病情好转的原因提供了依据。
, 百拇医药
3.2 可逆性心肌功能障碍
对335个室壁运动异常节段进行分析，其形式有运动减低、不运动与矛盾运动。出现矛盾运动可能与局部心肌失去收缩力而被动弹性扩张有关[4]。再灌注后，56%(187/335)完全恢复正常，44%(149/335)部分恢复，不运动与矛盾运动消失。室壁运动完全恢复正常的比率在运动减弱的节段中为60(174/288)，在不运动或矛盾运动中为28%(13/47)，说明心肌收缩力的恢复程度与缺血的程度有关。以△T%的观察结果为例，当冠脉血流恢复5分钟时，△T%恢复到狭窄前的57%；当冠脉血流恢复120分钟时，△T%恢复到狭窄前的71%。表明冬眠心肌具有收缩储备功能。它的功能低下与冠脉血液减少直接相关，并在血流渠道恢复后早期出现恢复，进一步证明可逆性心肌功能障碍是冬眠心肌的特点。据此，临床上，通过给予正性肌力药物如多巴酚丁胺或调节血流再分布的药物如潘生丁时，可激发收缩功能储，使收缩功能障碍但具有存活性的心肌运动增强，室壁增厚，而坏死心肌则无反应，借此可以对冬眠心肌与坏死心肌相鉴别[5]。同时认识冬眠心肌心功能异常的可逆性，对指导缺血性心脏病的临床治疗与愈后判断有重要意义。
, 百拇医药
3.3 超声检测方法的意义
超声观察左室收缩功能降低较血流动力学改变较早，临床应用中简便、易行、敏感性高、短期内易于重复，因此超声评价可逆性收缩功能异常，可作为检测冬眠心肌的重要观察指标。
参考文献
1 Braunwald E,Rutherford JD.Reversible ischemic left ventricular dysfunction;evindence for the “hibernation myocardium”.J Am Coll Cardiol,1986,8:1467
2 Afridi I,Rainzerner AE.Dobutamine echocardiography in myocardial hibernation. Circulation,1995,91(3):663
, 百拇医药
3 Fedel FA,Gnwirt Z,Capone RJ,et al.Metabolic response to prolonged reduction of myocardial blood flow distal to a severe coronary artery stenosis.Circulation,1988,78:729
4 Iwasaki K,Ktai T,Tanigchi,et al.Improvement of left ventricular aneurysm after infarction:report of three cases.Clin Cardiol,1991,14(4):335
5 Baer FM,Voth E,Deutsch HJ,et al.Assessment of viable myocardium by dobuatamine transesophageal echocardiography and comparison with Flurine-18 Fluorodoryglucose positron mission tomography.J Am Coll Cardial,1994,24:343
1999-08-20收稿, 百拇医药
单位：张广智(汉阳特种汽车制造厂职工医院，武汉 430050)；万 兰(中国人民解放军第457医院，武汉 430012)
关键词：超声心动图；冬眠心肌；心功能
咸宁医学院学报990401 摘 要 目的：观察冬眠心肌再灌注前后局部心肌功能与整体心脏功能的变化。方法：建立犬短期心肌缺血状态的冬眠心肌模型，利用超声心动图在缺血后5、15、30、60、120、180min 及再灌后5、10、15、30、60、120min 分别测量局部心肌功能指标─局部面积变化率(ΔA%)、局部轴长变化率(ΔH%)、局部心肌增厚率(ΔT%)以及整体心功能指标─每分搏出量(CO)、每搏搏出量(SV)、射血分数(EF)。结果：冠脉狭窄后局部心肌与整体心脏功能明显降低(P<0.001)，狭窄期间相对稳定在低水平范围。再灌注后心肌功能随之改善。结论：冬眠心肌收缩功能及整体心脏功能与冠脉血流量直接相关，冬眠心肌具有收缩储备能力，血运恢复后心脏功能可迅即恢复。
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中图分类号 R540.4
Evaluation of Cardiac Function in Dogs with Myocardium Hibernation by Echocardiography before and after Reperfusion
ZHANG Guangzhi1 WAN Lan2
1 Staff Hospital,Han Yang Special Auto Works,Wuhan,430050
2 The 457 Hospital,Wuhan 430012
ABSTRACT Objective To investigate the change of cardiac function in dogs with myocardium hibernation before and after reperfusion.Methods A model of short-term myocardium hibernation was established in dogs.The indexes of local myocardial function(ΔA%,ΔH%,ΔT%)and left ventricular function(SV,CO,EF)were measured by using echocardiography at 5,10,30,60,120,180minutes after coronary stenosis and at 5,10,15,30,60,120 minutes after reperfusion.Results The indexes of local myocardial function and left ventricular function decreased significantly(P<0.001)during the whole time of ischemia and remained at a low level.With the return of coronary flow,ventricular constrictive function improved.Conclusion The change of constrictive function of hibernant myocardium relates closely with coronary blood flow(CBF)and it will recover soon after return of CBF;the constrictive ability of myocardium may be stored under the hibernant state.
, 百拇医药
KEY WORDS Echocardiography；Myocardium hibernation；Cardiac function
当心肌血供处于慢性低灌时，心肌产生保护性的代谢反应，作功降低，处于冬眠状态，此即冬眠心肌。当恢复足够的血供之后，心肌可复苏，心功能产生可逆性恢复。在临床上，缺血性心脏病的发病过程中广泛存在心肌冬眠现象。随着缺血性心脏病介入与手术治疗的广泛开展，准确评价再灌注后冬眠心肌功能与整体心功能的变化有着重要意义。本文通过对建立犬短期冬眠心肌模型，利用超声心动图评价左室功能变化，以期了解冬眠心肌再灌注前后心功能改变特征以及缺血与心功能障碍的关系。
1 资料与方法
1.1 冬眠心肌动物模型
14只成年健康杂种犬，雄雌不拘，体重16～25Kg。巴比妥钠(30mg/kg)静脉麻醉后开胸，悬吊心包床，分离冠状动脉左前降支(LAD)第一分支下血管，放置电磁流量计(日本MF-27)，其后放置微米缩窄器(武汉大学制)。实验中调节微米缩窄器模拟冠状动脉重度狭窄(CBF减少70±1%)。经冠脉狭窄远端小动脉插管，测小动脉压(DCP)；经右侧颈动脉插管至左室测左室压(LVP)、左室压力最大上升/下降速度(±dp/dtmax)等；经右侧股动脉插管至主动脉测平均动脉压(MAP)；同侧股静脉建立输液通道。以上压力、流量和心电信号均由多导生理记录仪同步记录。
, 百拇医药
1.2 超声心动图
使用美国 Acuson公司产 Sequoia 256型超声诊断仪，探头频率2.0～5.0MHZ，直接放于犬心脏表面扫查，录像记录狭窄前、狭窄后5、15、30、60、120、180min及再灌注后5、10、15、30、60、120min左心室二尖瓣口水平、高位乳头肌水平、低位乳头肌水平、心尖水平各短轴图象，同时将M型取样线置于室间隔与左室前壁连接处11～1点位置，观察室壁运动。随后将探头移至心尖处显示心尖二腔或四腔切面。
左室局部收缩功能测定使用SQ-9300(西安深秦电子公司)超声心动图计算机图象分析仪，以室间隔与左室游离后联合为起点(该点定义为0)，计算机根据内设固定轴法，自动沿顺时针方向以每15度为一节段，将左室短轴划分为24个节段。分别测定局部面积变化率(△A%)、局部轴长变化率(△H%)、局部室壁增厚率(△T%)。整体收缩功能采用改良Simpsons法观察每分搏出量(CO)、每搏搏出量(SV)、射血分数(EF)等。
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1.3 统计方法
实验结果以均数±标准差(±s)表示。以狭窄前测值为基础对照值，将缺血区与非缺血区、冠脉狭窄前后以及再灌注前后各时间点测值进行配对t检验。
2 结果
反映左室收缩性能的指标+dp/dtmax、LVSP分别在冠脉狭窄后30min和60min时明显降低(P<0.05)。反映左室舒张性能的指标-dp/dtmax、LVDP在冠脉狭窄后15min明显降低(P<0.05)。说明冬眠心肌形成过程中，舒张性能改变较收缩性能改变出现为早。实验期间心率、血压无明显变化。
冠脉狭窄后5min观察，局部心功能明显降低(P<0.001)，在狭窄期间相对稳定在低水平范围(P>0.05)，在灌注后出现恢复。再灌注后120min时ΔA%恢复到狭窄前的89%、△H%恢复到狭窄前的91%、△T%恢复到狭窄前的71%(表1)。缺血区动态心功能变化曲线呈降低—平台—回升的规律。而非缺血区在冠脉狭窄前后无明显变化。整体心功能改变显示了同样的规律(表2)。
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表1 冬眠心肌局部心功能指标变化(±s)
△A%
△H%
△T%
狭窄前
56.8±4.5
34.28±3.4
41.6±4.6
狭窄后
5min
26.3±6.5*
14.5±3.6*
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26.3±3.5*
30min
27.0±6.8＃
14.6±3.4#
18.4±3.5#
60min
28.3±6.3#
14.0±4.1#
19.0±4.0#
120min
, 百拇医药
28.4±7.1＃
12.4±3.5＃
19.3±4.0#
180min
27.3±7.4#
14.5±3.8#
18.2±4.0#
再灌注
5min
37.8±6.7△
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25.7±3.6△
23.5±4.2△
60min
40.1±5.7△
26.4±3.6△
26.0±3.3△
120min
49.8±6.1△△
30.6±4.1△△
30.3±5.0△
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与狭窄前相比:*P<0.001,狭窄期间与前一时间点比较#P<0.05,与狭窄期间比较△P<0.05,△△P<0.01,狭窄后15min、再灌注后10、15、30min,测量结果与前后时间比较变化甚微,故省略,以下类同。
表2 狭窄再灌注期间整体心功能变化(±s)
狭窄前
狭窄后180min
再灌注60min
再灌注120min
SV(ml)
13.8±3.3
11.2±3.8*
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12.2±3.9*
12.9±3.0*
CO(L)
2.7±0.2
2.1±0.3*
2.5±0.4*
2.5±0.2
EF(%)
56.8±4.5
43.6±3.9**
40.9±2.9*
50.8±3.6*
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FS(%)
30.3±3.8
27.6±3.7*
28.8±4.0*
29.2±3.8
EDV(ml)
24.4±1.1
25.7±1.5*
25.4±1.3
24.8±1.4
ESV(ml)
10.8±1.3
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14.5±1.2***
13.2±1.4***
12.8±1.8**
与狭窄前相比:*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001
对冠脉狭窄后335个室壁运动异常节段的分析结果显示,运动减弱占86%(288/355),不运动占10%(34/355),轻度矛盾运动占4%(13/355)。再灌注后恢复正常者为56%,部分恢复者为44%,不运动或轻度运动消失。
3 讨论
3.1 低灌注心肌的功能改变
有实验证明，冠脉血流量减少>40%情况下，几乎在心肌缺血的同时，超声即可检测出室壁的节段运动异常[1,2]。本文未进行关于重度冠脉狭窄与局部心肌功能异常出现的时间观察。冠脉结扎后的动态心功能结果显示，在狭窄后5分钟心功能已有明显降低(P<0.001)，在狭窄期间整体与局部心肌收缩功能相对稳定在低水平范围(P>0.05)。再灌注后出现恢复。虽然再灌注后心功能指标仍较狭窄前为低，但与冠脉狭窄期间相比有明显改善，说明心肌在低灌注时，减少做功降代氧耗，在低水平维持心肌代谢，保持结构完整的调节机制[3]。从某种意义讲，对解释缺血性心脏病长期室壁运动异常患者在血运重建后病情好转的原因提供了依据。
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3.2 可逆性心肌功能障碍
对335个室壁运动异常节段进行分析，其形式有运动减低、不运动与矛盾运动。出现矛盾运动可能与局部心肌失去收缩力而被动弹性扩张有关[4]。再灌注后，56%(187/335)完全恢复正常，44%(149/335)部分恢复，不运动与矛盾运动消失。室壁运动完全恢复正常的比率在运动减弱的节段中为60(174/288)，在不运动或矛盾运动中为28%(13/47)，说明心肌收缩力的恢复程度与缺血的程度有关。以△T%的观察结果为例，当冠脉血流恢复5分钟时，△T%恢复到狭窄前的57%；当冠脉血流恢复120分钟时，△T%恢复到狭窄前的71%。表明冬眠心肌具有收缩储备功能。它的功能低下与冠脉血液减少直接相关，并在血流渠道恢复后早期出现恢复，进一步证明可逆性心肌功能障碍是冬眠心肌的特点。据此，临床上，通过给予正性肌力药物如多巴酚丁胺或调节血流再分布的药物如潘生丁时，可激发收缩功能储，使收缩功能障碍但具有存活性的心肌运动增强，室壁增厚，而坏死心肌则无反应，借此可以对冬眠心肌与坏死心肌相鉴别[5]。同时认识冬眠心肌心功能异常的可逆性，对指导缺血性心脏病的临床治疗与愈后判断有重要意义。
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3.3 超声检测方法的意义
超声观察左室收缩功能降低较血流动力学改变较早，临床应用中简便、易行、敏感性高、短期内易于重复，因此超声评价可逆性收缩功能异常，可作为检测冬眠心肌的重要观察指标。
参考文献
1 Braunwald E,Rutherford JD.Reversible ischemic left ventricular dysfunction;evindence for the “hibernation myocardium”.J Am Coll Cardiol,1986,8:1467
2 Afridi I,Rainzerner AE.Dobutamine echocardiography in myocardial hibernation. Circulation,1995,91(3):663
, 百拇医药
3 Fedel FA,Gnwirt Z,Capone RJ,et al.Metabolic response to prolonged reduction of myocardial blood flow distal to a severe coronary artery stenosis.Circulation,1988,78:729
4 Iwasaki K,Ktai T,Tanigchi,et al.Improvement of left ventricular aneurysm after infarction:report of three cases.Clin Cardiol,1991,14(4):335
5 Baer FM,Voth E,Deutsch HJ,et al.Assessment of viable myocardium by dobuatamine transesophageal echocardiography and comparison with Flurine-18 Fluorodoryglucose positron mission tomography.J Am Coll Cardial,1994,24:343
1999-08-20收稿, 百拇医药