心房颤动犬模型的心房外膜多位点标测
谭琛 杜日映 迟立群 周更须 郑强荪 陈马丁 袁钟清 杨波
摘 要 目的 使用多位点心房心外膜标测技术探讨急性心房颤动(房颤)时心房电活动的规律。方法 将12只实验犬分为两组：正常对照组及用氯化乙酰胆碱建立的急性房颤模型组。在开胸状态下，使用自制的心外膜标测电极及信号采集系统分别对窦性心律及急性房颤心律进行心房心外膜标测，绘制等时图。 结果 窦性心律时窦房结发出冲动，激动右心房上部并向右心房下部和左心房传导，而房颤时双心房均可见方向不一、片段的激动波或大的折返环，可见多个传导阻滞区。 结论 用乙酰胆碱诱发的急性房颤的心房电活动纷乱复杂，未见明显的规律性。
关键词：心房颤动；电生理；心外膜标测；犬模型
心房颤动(房颤)是常见而复杂的心律失常，人群中发病率为0.4%～0.9%，并于40岁以后年龄每增长1年其发病率增长0.1%～0.2%。目前对其发生时电传导方式的研究已逐渐深入，但尚无统一结论。本实验通过使用与第四军医大学生物医学工程系联合研制的多位点心房心外膜标测系统，观察用氯化乙酰胆碱诱发急性房颤时心房的电活动，以期找出该类房颤电活动的规律。
, 百拇医药
资料和方法
电极板电极及心外膜标测系统 自制的电极板电极[1]由厚0.5 mm的硅胶膜制成，分为3片，分别覆盖右心房游离壁，左心房后外侧壁及肺静脉下部，左、右心房前侧壁，即覆盖了除了房间隔及肺静脉中间的整个心房外膜，共含62对双极电极，每对双极电极终端间距1 mm，两两双极电极间距0.5～1.0 cm。心外膜标测系统与第四军医大学生物医学工程系联合研制，包括信号采集，滤波，放大，A/D转换及微机分析软件等部分，为一套64位点实时心电信号标测系统。
手术方法 用戊巴比妥钠25 mg/kg肌肉注射麻醉，使犬左侧卧位，固定四肢，气管内插管，呼吸机辅助呼吸。无菌条件下，左侧第4肋间后外侧切口进胸，分开肺组织暴露心包，切开心包用7号丝线悬吊心包于肋间肌上，以使心脏位置相对固定，将第1块自制电极板(包含16对双极电极)置于升主动脉后面，使之贴于上腔静脉，左、右心房前侧壁；第2块电极板(包含18对双极电极)置于左心房后外侧壁及肺静脉下部心房，另1块电极板(包含28对双极电极)则置于右心房侧壁，用4-0丝线分别将电极缝于心房表面，并调整相对位置使电极均接触良好。
, 百拇医药
急性心房颤动模型的建立方法 在上述开胸状态下用氯化乙酰胆碱0.025 mg/kg*min-1由上腔静脉远端灌注心房直至出现房颤，房颤持续1 min以上者入选。
通过自行研制的信号采集系统将心电信号放大，滤波，A/D转换进入微机处理系统，使之转变为心电波形；自行选定分析窗口，分析窗口的选择以包含大多标测位点的同一次心电活动为原则，且以选定窗口左侧界线为时间0 ms处，窗口内标测位点的激动时间为与之比较所得数值，经自编软件绘制出心房电活动的等时图，连续分析400 ms左右以观察心房各位点的激动顺序。
术中标测步骤 (1)正常对照组：在开胸状态下进行心外膜标测窦性心律时的心房激动顺序；(2)房颤组：于诱发房颤后进行心房外膜标测，以观其激动顺序。
结 果
1.正常犬窦性心律时标测结果(图1、2)。
, 百拇医药
A为使用自制的心房心外膜标测系统所标测到的正常犬的心电图形的一部分，每道心电图前端的数字为标测电极的代码，其在心外膜上都有定位如B中所示以便数据分析，心电图波形上的竖线为计时点的标定线。
SVC=上腔静脉；IVC=下腔静脉；RA=右心房；LA=左心房；MV=二尖瓣；TV=三尖瓣
图1 正常犬的心电图形
图中多条曲线为等时线，数字为激动时间，小黑点表示标测电极所在位置，由图中可见窦性冲动最先由位于上腔静脉右下方的窦房结区发出并向右下，右心耳及左房传导。SVC=上腔静脉；IVC=下腔静脉；RA=右心房；LA=左心房；MV=二尖瓣；TV=三尖瓣
, 百拇医药
图2 窦性心律时心房外膜激动顺序图
2.急性心房颤动模型犬标测结果如下：(1)在用乙酰胆碱诱发急性房颤时可见由窦房结向右心房和左心房的顺序传导已消失，而代之以方向不一的、片段的激动波(图3、4、5)；(2)在多幅图上可见到明显的传导阻滞，而出现传导阻滞的部位多位于右心房的界嵴(图3)、肺静脉根部(图4)及上腔静脉与左心房交界处(图5)；(3)对于左心房和右心房的激动形式，结果未显示出明显的规律性，左、右心房均可见到纷乱细小的激动波(图5)及大的类似心房扑动的折返环(图3、4)。
可见一激动波围绕着右房游离壁和前壁作环行运动，即折返环；图中双黑线表示阻滞，可见阻滞区位于界嵴部。SVC=上腔静脉；IVC=下腔静脉；RA=右心房；LA=左心房；MV=二尖瓣；TV=三尖瓣
, 百拇医药
图3 实验模型犬心房颤动时一次心跳的心房激动图
右心房有大小不等的激动波，图中可见传导阻滞区在肺静脉根部。SVC=上腔静脉；IVC=下腔静脉；RA=右心房；LA=左心房；MV=二尖瓣；TV=三尖瓣
图4 心房颤动时可见围绕左心房前后壁的折返
本次心跳的传导阻滞区在上腔静脉处。SVC=上腔静脉；IVC=下腔静脉；RA=右心房；LA=左心房；MV=二尖瓣；TV=三尖瓣
, 百拇医药
图5 心房颤动时左、右心房均可见激动起源点
及大小不等，方向各异的片段的激动波
讨 论
1.房颤是一种常见而复杂的心律失常，其电生理机制复杂多变，而且不同原因引起的房颤有着不同的病理生理机制，因此各类房颤的电生理机制也不尽相同。在本实验中观察到心房内存在着方向各异的折返环或片段的激动波，这些波不固定而在整个心房内游走，使心房的电活动显得纷乱复杂，从而证实了Moe[2]早在1962年提出的多源折返环假说。等时图中可见到多处传导阻滞区，且多位于界嵴、上腔静脉或肺静脉根部，对于其他无明显解剖标志的传导阻滞区，根据其周围激动的传导方向，判定为主导环性折返的中心部，即存在主导环性折返环，这与Allessie等[3]所持观点一致。
2.乙酰胆碱诱发房颤是由于明显缩短了心房肌细胞不应期，而传导速度并无明显改变，但最终使其波长(wavelength)明显缩短而形成房颤，因此房颤时左、右心房的电活动并没有很大差异，两个心房都有可能出现激动起源点及小而杂的激动波，也都会有类似于心房扑动的大的折返环，与Koning等[4]对预激综合征合并房颤的标测结论一致。而二尖瓣返流所致房颤是因为心房肌细胞受牵拉变长而使电生理改变的缘故，因此在Cox等[5]对二尖瓣返流所致房颤的标测所观察到的电活动与本实验不同。对于其它类型的房颤的发生机制还有待进一步研究
, 百拇医药
基金项目：国家自然科学基金资助项目(39770327)
谭琛(100700 北京军区总医院心内科)
杜日映(第四军医大学唐都医院)
迟立群(第四军医大学唐都医院)
周更须(第四军医大学唐都医院)
郑强荪(第四军医大学唐都医院)
陈马丁(第四军医大学生物医学工程系)
袁钟清(第四军医大学生物医学工程系)
杨波(第四军医大学生物医学工程系)
参考文献
, http://www.100md.com
1，谭琛，郑强荪，杜日映.心房心外膜标测电极的研制.中国医疗器械杂志，1998，22∶24-25.
2，Moe GK.On the multiple wavelet hypothesis of atrial fibrillation.Arch Int Pharmacol,1962,140∶183-188.
3，Allessie MA,Bonke FIM,Schopman FLG,et al.Circus movement in rabbit atrial muscle as a mechanism of tarchycardia.Ⅲ The leading circle concept：a new model of circus movement in cardiac tissue without the involvement of an anatomical obstacle.Circ Res,1976,4∶9-18.
, 百拇医药
4，Koning KTS,Kirchhof CJHJ,Smeets JRLM,et al.High-density mapping of electrically induced atrial fibrillation in humans.Circulation,1994,89∶1665-1681.
5，Cox JP,Canavan TE,Schuessler RB,et al.The surgical treatment of atrial fibrillation：Ⅱ.Intraoperative electrophysiologic mapping and description of the electrophysiologic basis of atrial flutter and atrial fibrillation.J Thorac Cardiovasc Surg,1991,101∶406-426., http://www.100md.com
摘 要 目的 使用多位点心房心外膜标测技术探讨急性心房颤动(房颤)时心房电活动的规律。方法 将12只实验犬分为两组：正常对照组及用氯化乙酰胆碱建立的急性房颤模型组。在开胸状态下，使用自制的心外膜标测电极及信号采集系统分别对窦性心律及急性房颤心律进行心房心外膜标测，绘制等时图。 结果 窦性心律时窦房结发出冲动，激动右心房上部并向右心房下部和左心房传导，而房颤时双心房均可见方向不一、片段的激动波或大的折返环，可见多个传导阻滞区。 结论 用乙酰胆碱诱发的急性房颤的心房电活动纷乱复杂，未见明显的规律性。
关键词：心房颤动；电生理；心外膜标测；犬模型
心房颤动(房颤)是常见而复杂的心律失常，人群中发病率为0.4%～0.9%，并于40岁以后年龄每增长1年其发病率增长0.1%～0.2%。目前对其发生时电传导方式的研究已逐渐深入，但尚无统一结论。本实验通过使用与第四军医大学生物医学工程系联合研制的多位点心房心外膜标测系统，观察用氯化乙酰胆碱诱发急性房颤时心房的电活动，以期找出该类房颤电活动的规律。
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资料和方法
电极板电极及心外膜标测系统 自制的电极板电极[1]由厚0.5 mm的硅胶膜制成，分为3片，分别覆盖右心房游离壁，左心房后外侧壁及肺静脉下部，左、右心房前侧壁，即覆盖了除了房间隔及肺静脉中间的整个心房外膜，共含62对双极电极，每对双极电极终端间距1 mm，两两双极电极间距0.5～1.0 cm。心外膜标测系统与第四军医大学生物医学工程系联合研制，包括信号采集，滤波，放大，A/D转换及微机分析软件等部分，为一套64位点实时心电信号标测系统。
手术方法 用戊巴比妥钠25 mg/kg肌肉注射麻醉，使犬左侧卧位，固定四肢，气管内插管，呼吸机辅助呼吸。无菌条件下，左侧第4肋间后外侧切口进胸，分开肺组织暴露心包，切开心包用7号丝线悬吊心包于肋间肌上，以使心脏位置相对固定，将第1块自制电极板(包含16对双极电极)置于升主动脉后面，使之贴于上腔静脉，左、右心房前侧壁；第2块电极板(包含18对双极电极)置于左心房后外侧壁及肺静脉下部心房，另1块电极板(包含28对双极电极)则置于右心房侧壁，用4-0丝线分别将电极缝于心房表面，并调整相对位置使电极均接触良好。
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急性心房颤动模型的建立方法 在上述开胸状态下用氯化乙酰胆碱0.025 mg/kg*min-1由上腔静脉远端灌注心房直至出现房颤，房颤持续1 min以上者入选。
通过自行研制的信号采集系统将心电信号放大，滤波，A/D转换进入微机处理系统，使之转变为心电波形；自行选定分析窗口，分析窗口的选择以包含大多标测位点的同一次心电活动为原则，且以选定窗口左侧界线为时间0 ms处，窗口内标测位点的激动时间为与之比较所得数值，经自编软件绘制出心房电活动的等时图，连续分析400 ms左右以观察心房各位点的激动顺序。
术中标测步骤 (1)正常对照组：在开胸状态下进行心外膜标测窦性心律时的心房激动顺序；(2)房颤组：于诱发房颤后进行心房外膜标测，以观其激动顺序。
结 果
1.正常犬窦性心律时标测结果(图1、2)。
, 百拇医药
A为使用自制的心房心外膜标测系统所标测到的正常犬的心电图形的一部分，每道心电图前端的数字为标测电极的代码，其在心外膜上都有定位如B中所示以便数据分析，心电图波形上的竖线为计时点的标定线。
SVC=上腔静脉；IVC=下腔静脉；RA=右心房；LA=左心房；MV=二尖瓣；TV=三尖瓣
图1 正常犬的心电图形
图中多条曲线为等时线，数字为激动时间，小黑点表示标测电极所在位置，由图中可见窦性冲动最先由位于上腔静脉右下方的窦房结区发出并向右下，右心耳及左房传导。SVC=上腔静脉；IVC=下腔静脉；RA=右心房；LA=左心房；MV=二尖瓣；TV=三尖瓣
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图2 窦性心律时心房外膜激动顺序图
2.急性心房颤动模型犬标测结果如下：(1)在用乙酰胆碱诱发急性房颤时可见由窦房结向右心房和左心房的顺序传导已消失，而代之以方向不一的、片段的激动波(图3、4、5)；(2)在多幅图上可见到明显的传导阻滞，而出现传导阻滞的部位多位于右心房的界嵴(图3)、肺静脉根部(图4)及上腔静脉与左心房交界处(图5)；(3)对于左心房和右心房的激动形式，结果未显示出明显的规律性，左、右心房均可见到纷乱细小的激动波(图5)及大的类似心房扑动的折返环(图3、4)。
可见一激动波围绕着右房游离壁和前壁作环行运动，即折返环；图中双黑线表示阻滞，可见阻滞区位于界嵴部。SVC=上腔静脉；IVC=下腔静脉；RA=右心房；LA=左心房；MV=二尖瓣；TV=三尖瓣
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图3 实验模型犬心房颤动时一次心跳的心房激动图
右心房有大小不等的激动波，图中可见传导阻滞区在肺静脉根部。SVC=上腔静脉；IVC=下腔静脉；RA=右心房；LA=左心房；MV=二尖瓣；TV=三尖瓣
图4 心房颤动时可见围绕左心房前后壁的折返
本次心跳的传导阻滞区在上腔静脉处。SVC=上腔静脉；IVC=下腔静脉；RA=右心房；LA=左心房；MV=二尖瓣；TV=三尖瓣
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图5 心房颤动时左、右心房均可见激动起源点
及大小不等，方向各异的片段的激动波
讨 论
1.房颤是一种常见而复杂的心律失常，其电生理机制复杂多变，而且不同原因引起的房颤有着不同的病理生理机制，因此各类房颤的电生理机制也不尽相同。在本实验中观察到心房内存在着方向各异的折返环或片段的激动波，这些波不固定而在整个心房内游走，使心房的电活动显得纷乱复杂，从而证实了Moe[2]早在1962年提出的多源折返环假说。等时图中可见到多处传导阻滞区，且多位于界嵴、上腔静脉或肺静脉根部，对于其他无明显解剖标志的传导阻滞区，根据其周围激动的传导方向，判定为主导环性折返的中心部，即存在主导环性折返环，这与Allessie等[3]所持观点一致。
2.乙酰胆碱诱发房颤是由于明显缩短了心房肌细胞不应期，而传导速度并无明显改变，但最终使其波长(wavelength)明显缩短而形成房颤，因此房颤时左、右心房的电活动并没有很大差异，两个心房都有可能出现激动起源点及小而杂的激动波，也都会有类似于心房扑动的大的折返环，与Koning等[4]对预激综合征合并房颤的标测结论一致。而二尖瓣返流所致房颤是因为心房肌细胞受牵拉变长而使电生理改变的缘故，因此在Cox等[5]对二尖瓣返流所致房颤的标测所观察到的电活动与本实验不同。对于其它类型的房颤的发生机制还有待进一步研究
, 百拇医药
基金项目：国家自然科学基金资助项目(39770327)
谭琛(100700 北京军区总医院心内科)
杜日映(第四军医大学唐都医院)
迟立群(第四军医大学唐都医院)
周更须(第四军医大学唐都医院)
郑强荪(第四军医大学唐都医院)
陈马丁(第四军医大学生物医学工程系)
袁钟清(第四军医大学生物医学工程系)
杨波(第四军医大学生物医学工程系)
参考文献
, http://www.100md.com
1，谭琛，郑强荪，杜日映.心房心外膜标测电极的研制.中国医疗器械杂志，1998，22∶24-25.
2，Moe GK.On the multiple wavelet hypothesis of atrial fibrillation.Arch Int Pharmacol,1962,140∶183-188.
3，Allessie MA,Bonke FIM,Schopman FLG,et al.Circus movement in rabbit atrial muscle as a mechanism of tarchycardia.Ⅲ The leading circle concept：a new model of circus movement in cardiac tissue without the involvement of an anatomical obstacle.Circ Res,1976,4∶9-18.
, 百拇医药
4，Koning KTS,Kirchhof CJHJ,Smeets JRLM,et al.High-density mapping of electrically induced atrial fibrillation in humans.Circulation,1994,89∶1665-1681.
5，Cox JP,Canavan TE,Schuessler RB,et al.The surgical treatment of atrial fibrillation：Ⅱ.Intraoperative electrophysiologic mapping and description of the electrophysiologic basis of atrial flutter and atrial fibrillation.J Thorac Cardiovasc Surg,1991,101∶406-426., http://www.100md.com