超聲心動(dòng)圖評(píng)價(jià)慢性肺動(dòng)脈高壓豬心室形態(tài)變化與肺動(dòng)脈壓的關(guān)系

左向右分流型先天性心臟病引起高肺血流量所致肺動(dòng)脈高壓是臨床研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。建立左向右分流慢性肺動(dòng)脈高壓動(dòng)物模型，有助于提高臨床對(duì)左向右分流型先天性心臟病所致肺動(dòng)脈高壓的診治水平[1,2]。實(shí)驗(yàn)性肺動(dòng)脈高壓的評(píng)估常需應(yīng)用右心導(dǎo)管技術(shù)，但肺動(dòng)脈測(cè)壓后易致實(shí)驗(yàn)動(dòng)物死亡，不利于動(dòng)態(tài)觀察[3]。彩色多普勒超聲已廣泛運(yùn)用于監(jiān)測(cè)肺動(dòng)脈壓[4]，但對(duì)于心室形態(tài)變化與肺動(dòng)脈壓關(guān)系的研究較少。本實(shí)驗(yàn)以小型巴馬幼豬為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，采用頸動(dòng)-靜脈吻合術(shù)建立慢性肺動(dòng)脈高壓模型，探討心室形態(tài)參數(shù)變化與肺動(dòng)脈壓的關(guān)系及心室形態(tài)參數(shù)變化反映肺動(dòng)脈壓變化的可行性，為臨床肺動(dòng)脈高壓的超聲評(píng)價(jià)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 1月齡小型巴馬幼豬36只（購自廣西巴馬縣畜牧場(chǎng)），體重6～8 kg，飼養(yǎng)環(huán)境清潔，符合動(dòng)物檢驗(yàn)檢疫標(biāo)準(zhǔn)。按完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)法分為實(shí)驗(yàn)組（30只）與假手術(shù)組（6只）。以專用飼料喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)豬，未添加任何可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的藥物或試劑。以建模成功后存活1年以上為滿足觀察條件。

1.2 動(dòng)物模型建立 實(shí)驗(yàn)組30只豬麻醉后，于左頸部作一長(zhǎng)約4 cm切口，分離組織暴露左側(cè)頸外靜脈，耳緣靜脈注射肝素鈉1 mg/kg抗凝。游離左側(cè)頸總動(dòng)脈，以小血管夾阻斷其近心端血流。于頸內(nèi)、外動(dòng)脈分叉處下方0.5～1.0 cm處結(jié)扎并斜行切斷左頸總動(dòng)脈。用小血管夾阻斷左側(cè)頸外靜脈近心端血流，于頸外靜脈內(nèi)側(cè)適當(dāng)位置作一約6 mm切口，在顯微鏡下使用7-0 Prolene線行頸動(dòng)-靜脈端側(cè)吻合。先后松開頸外靜脈和頸總動(dòng)脈近心端的血管夾，如發(fā)現(xiàn)頸外靜脈近心端充盈并出現(xiàn)搏動(dòng)，證實(shí)吻合口通暢良好。假手術(shù)組6只，除未行左頸動(dòng)-靜脈吻合術(shù)外，其余外科操作步驟同實(shí)驗(yàn)組。術(shù)后1年觀察豬的生長(zhǎng)發(fā)育情況，每隔2個(gè)月稱體重（BW），測(cè)量身體長(zhǎng)度，利用超聲儀自動(dòng)計(jì)算體表面積（BSA）。

1.3 超聲儀器 采用Philips iE33彩色多普勒超聲診斷儀，二維探頭：S5-1相控探頭，頻率1.7～3.4 MHz；L11-3高頻探頭，頻率4.0～8.0 MHz；三維探頭：X3-1矩陣探頭，頻率1.9～3.8 MHz。

1.4 超聲檢查 術(shù)后采用高頻超聲檢查吻合口通暢情況。所有豬均于術(shù)前及術(shù)后每2個(gè)月進(jìn)行檢查，連續(xù)觀察1年。二維超聲（2DE）：測(cè)量主肺動(dòng)脈內(nèi)徑、右心室舒張末期橫徑、長(zhǎng)徑、右心室壁厚度。標(biāo)準(zhǔn)心尖四腔心切面：手動(dòng)勾畫出右心室舒張末期面積（RVAd）、收縮末期面積（RVAs），并計(jì)算出右心室面積變化率（RVFAC）：RVFAC=（RVAd－RVAs）/RVAd×100%。于胸骨旁乳頭肌水平觀察左心室短軸切面：分別于舒張末期、收縮末期測(cè)量經(jīng)過室間隔中點(diǎn)并垂直于室間隔的左心室內(nèi)徑（D1）和垂直于D1的左心室內(nèi)徑（D2），分別計(jì)算出舒張末期、收縮末期左心室偏心指數(shù)（LVEId、LVEIs、），LVEI=D2/D1。測(cè)量三尖瓣反流（TR）、肺動(dòng)脈瓣反流（PR）壓差，估測(cè)肺動(dòng)脈收縮壓（SPAP）及平均壓（MPAP）：SPAP=三尖瓣反流壓差+右心房壓（5～15 mmHg），一般設(shè)定為10 mmHg；MPAP=肺動(dòng)脈瓣反流壓差+右心室舒張末壓（右心房壓）。以SPAP＞30 mmHg或MPAP＞25 mmHg為肺動(dòng)脈高壓形成標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)時(shí)三維超聲清晰顯示標(biāo)準(zhǔn)心尖四腔心切面時(shí)采集獲取全容積成像數(shù)據(jù)庫，調(diào)節(jié)失狀切面和冠狀切面位于右心室正中，橫切面位于右心室瓣環(huán)水平，分別于舒張末期、收縮末期描記心內(nèi)膜面3個(gè)參考點(diǎn)的位置，軟件自動(dòng)勾畫出心內(nèi)膜邊界，自動(dòng)計(jì)算出右心室射血分?jǐn)?shù)（RVEF）。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 17.0軟件，計(jì)量資料行球形檢驗(yàn)（Mauchly's test of sphericity），滿足sphericity假設(shè)時(shí)，采用重復(fù)測(cè)量數(shù)據(jù)的方差分析；不滿足sphericity假設(shè)時(shí)，用Huynh-Feldtε校正系數(shù)校正自由度。RVFAC、LVEIs、LVEId與SPAP、MPAP的相關(guān)性采用偏相關(guān)分析，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 建模情況 實(shí)驗(yàn)組30只小豬中，3只術(shù)中麻醉意外死亡，3只術(shù)后1～2 d切口感染死亡，其余24只豬術(shù)后3 d食欲及精神狀態(tài)逐漸恢復(fù)正常，無呼吸困難及活動(dòng)減少表現(xiàn)；實(shí)驗(yàn)組2只豬于術(shù)后4個(gè)月因感染其他疾病腹瀉死亡，3只豬分別于術(shù)后6、7個(gè)月食欲不振、逐漸消瘦死亡；19只豬存活至建模術(shù)后1年以上。高頻超聲監(jiān)測(cè)左頸動(dòng)-靜脈吻合口通暢情況：3只于術(shù)后2個(gè)月探查發(fā)現(xiàn)吻合口阻塞；1只吻合口重度狹窄，未能形成有效的左向右分流；15只吻合口通暢，形成左向右分流，建模成功率為50%（15/30）。假手術(shù)組6只豬均存活1年以上。實(shí)驗(yàn)組15只成模豬及假手術(shù)組6只豬在觀察過程中體重及體表面積逐漸增大，組內(nèi)不同時(shí)點(diǎn)比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），術(shù)后8、10、12個(gè)月實(shí)驗(yàn)組15只成模豬BSA小于假手術(shù)組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表1。

2.2 超聲觀察結(jié)果 所有豬均獲得較滿意的超聲圖像。隨著術(shù)后觀察時(shí)間延長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)組成模豬SPAP及MPAP逐漸升高，于術(shù)后4個(gè)月形成肺動(dòng)脈高壓，術(shù)后2個(gè)月主肺動(dòng)脈內(nèi)徑、右心室各徑線開始逐漸增大，右心室壁逐漸增厚，經(jīng)BSA校正后，組內(nèi)不同觀察點(diǎn)間及與假手術(shù)組比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），但實(shí)驗(yàn)組成模豬術(shù)后2個(gè)月RVFAC、LVEIs較術(shù)前及假手術(shù)組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）（圖1）。隨著SPAP及MPAP逐漸升高，RVEF逐漸降低，RVFAC逐漸減小，LVEIs逐漸增大（圖2），術(shù)后4個(gè)月后，任意兩觀察點(diǎn)間RVFAC、LVEIs比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），且均大于假手術(shù)組（P＜0.05）；LVEId于術(shù)后2個(gè)月開始增大，但術(shù)后10個(gè)月與12個(gè)月比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。假手術(shù)組各形態(tài)指標(biāo)經(jīng)BSA矯正后差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見表2、3。

表1 實(shí)驗(yàn)組成模豬與假手術(shù)組豬觀察期間體重及體表面積變化

圖1 假手術(shù)組術(shù)后12個(gè)月，收縮期左心室乳頭肌水平短軸切面為圓形，LVEIs為1.03

圖2 實(shí)驗(yàn)組成模豬術(shù)后12個(gè)月，肺動(dòng)脈高壓（SPAP=56 mmHg），收縮期左心室乳頭肌水平短軸切面呈“D”形，LVEIs為1.21

表2 實(shí)驗(yàn)組成模豬肺動(dòng)脈高壓演變過程

2.3 偏相關(guān)分析結(jié)果 分別對(duì)RVFAC、LVEIs、LVEId與SPAP、MPAP進(jìn)行偏相關(guān)分析，控制左向右分流量、三尖瓣、肺動(dòng)脈瓣反流量等前負(fù)荷影響因素后，RVFAC與SPAP、MPAP呈負(fù)相關(guān)（r=－0.76、－0.69,P＜0.01）；LVEIs與 SPAP、MPAP 呈正相關(guān)（r=0.81、0.75,P＜0.01）；LVEId與SPAP無顯著相關(guān)性（r=0.26、0.23,P＞0.05）。

3 討論

小型巴馬幼豬接近人的心血管解剖結(jié)構(gòu)及循環(huán)生理，且大型的動(dòng)物可獲得更清晰的超聲圖像，故本實(shí)驗(yàn)以其為建立動(dòng)物模型。

右心室形態(tài)易受后負(fù)荷影響，導(dǎo)致心室腔擴(kuò)張，收縮功能降低[5]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示15只成模豬術(shù)后4個(gè)月形成肺動(dòng)脈高壓，隨著肺動(dòng)脈壓升高，肺動(dòng)脈逐漸增寬，右心室壁增厚，右心室逐漸擴(kuò)大，收縮功能降低，與以往研究結(jié)果一致[6]。術(shù)后2個(gè)月時(shí)主肺動(dòng)脈內(nèi)徑、右心室內(nèi)徑、橫徑、長(zhǎng)徑經(jīng)BSA校正后較術(shù)前及假手術(shù)組增大，說明前負(fù)荷（頸動(dòng)-靜脈分流量、三尖瓣、肺動(dòng)脈瓣反流量）增加也可以導(dǎo)致右心室形態(tài)發(fā)生改變。假手術(shù)組主肺動(dòng)脈內(nèi)徑、右心室內(nèi)徑、橫徑、長(zhǎng)徑經(jīng)BSA校正后無顯著差異，提示肺動(dòng)脈內(nèi)徑、右心室常規(guī)測(cè)量指標(biāo)可間接反映肺動(dòng)脈壓變化，但需校正前負(fù)荷及BSA等影響因素。RVFAC作為研究指標(biāo)之一，形成肺動(dòng)脈高壓后，反映右心室整體收縮功能的RVEF降低，RVFAC隨SPAP、MPAP升高而逐漸減小，與以往研究結(jié)果相似[7]。偏相關(guān)分析顯示，在控制前負(fù)荷的影響后，RVFAC與SPAP、MPAP仍呈顯著負(fù)相關(guān)，提示RVFAC是反映肺動(dòng)脈壓變化的有效指標(biāo)。

表3 實(shí)驗(yàn)組成模豬與假手術(shù)組豬術(shù)前及術(shù)后1年心室形態(tài)及功能指標(biāo)比較

左、右心室間存在復(fù)雜的相互關(guān)系，功能上相互匹配、依賴，解剖上被室間隔分開，右心室壓和容量變化可使左心室形態(tài)發(fā)生改變，正常豬左心室短軸切面為圓形，D1與D2幾乎完全相等，LVEI接近于1。長(zhǎng)期右心室容量或壓力負(fù)荷增加使室間隔向左心室偏移，左心室心腔變狹長(zhǎng)，其短軸切面失去正常圓形狀態(tài)而呈“D”形，導(dǎo)致LVEI增大[8]。本研究結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)組成模豬在形成肺動(dòng)脈高壓后，隨著肺動(dòng)脈壓升高，LVEIs增大，不同觀察點(diǎn)間差異顯著；而LVEId于術(shù)后2個(gè)月開始增大，且在建模術(shù)后10個(gè)月與12個(gè)月間無明顯差異，可能與左向右分流及含有相同的中至重度三尖瓣、肺動(dòng)脈瓣反流例數(shù)有關(guān)，引起右心室容量負(fù)荷增加，使舒張末期室間隔的位置向左心室偏移導(dǎo)致左心室形態(tài)發(fā)生改變有關(guān)。LVEIs是壓力依賴性的，與容量負(fù)荷無關(guān)，而LVEId主要與容量負(fù)荷有關(guān)。本研究中偏相關(guān)分析結(jié)果顯示，在控制引起前負(fù)荷增加的影響因素后LVEIs與SPAP、MPAP仍顯著相關(guān)，而LVEId與SPAP、MPAP則無明顯相關(guān)。

雖然RVFAC的正常值變異較大且不能直接給出肺動(dòng)脈壓的數(shù)據(jù)，但它和LVEIs的規(guī)律變化與肺動(dòng)脈壓增加相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，有2只成模豬始終無TR及PR，無法通過TR、PR壓差估測(cè)肺動(dòng)脈壓，而其RVFAC、LVEIs指標(biāo)已明顯發(fā)生改變，提示可通過RVFAC、LVEIs間接反映肺動(dòng)脈壓變化。

本研究擬以右心導(dǎo)管測(cè)壓及心肺組織病理學(xué)檢查對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，目前實(shí)驗(yàn)仍在進(jìn)行中，擬于術(shù)后1年半對(duì)實(shí)驗(yàn)組成模豬及假手術(shù)組豬經(jīng)右心導(dǎo)管測(cè)出右心室及肺動(dòng)脈收縮壓、肺動(dòng)脈平均壓后，取心、肺標(biāo)本行心、肺組織病理學(xué)檢查。

總之，超聲心動(dòng)圖RVFAC、LVEIs指標(biāo)可無創(chuàng)、便捷、較準(zhǔn)確地追蹤評(píng)估頸動(dòng)-靜脈分流法豬慢性肺動(dòng)脈高壓模型的肺動(dòng)脈壓變化，為臨床肺動(dòng)脈高壓的超聲評(píng)價(jià)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

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