速度向量成像技術(shù)在評(píng)價(jià)甲狀腺功能亢進(jìn)性心臟病大鼠心功能中的應(yīng)用*

侯睿，金鉉順，高藝花，金成子，鄭斯琴，馬偉平

（延邊大學(xué)附屬醫(yī)院 1.影像二科，2.心內(nèi)科，吉林 延吉 133000；3.延邊大學(xué) 藥理學(xué)教研室，吉林 延吉 133000）

甲狀腺功能亢進(jìn)性心臟?。╤yperthyroidism heart disease，HHD）是甲狀腺功能亢進(jìn)癥（簡(jiǎn)稱甲亢）的嚴(yán)重并發(fā)癥之一。高水平甲狀腺素長(zhǎng)期作用下，心血管系統(tǒng)會(huì)受到如心肌肥厚、心肌細(xì)胞結(jié)構(gòu)改變及心肌纖維化等嚴(yán)重?fù)p傷[1]。超聲速度向量成像（velocity vector imaging, VVI）是無(wú)創(chuàng)跟蹤分析心肌運(yùn)動(dòng)的一項(xiàng)技術(shù)。相比二維圖像追蹤組織運(yùn)動(dòng)軌跡增加了速度的信息，與組織多普勒相比可以減少角度的依賴性[2-4]。目前，其多用于在四腔心切面基礎(chǔ)上評(píng)價(jià)人類心肌運(yùn)動(dòng)，對(duì)動(dòng)物基于心尖四腔心切面的研究甚少。臨床上多采用Simpson法評(píng)價(jià)心功能，但有研究表明Simpson法評(píng)價(jià)動(dòng)物心功能有一定局限性，故本研究通過(guò)HHD大鼠模型，探究心尖四腔心切面基礎(chǔ)上VVI技術(shù)評(píng)價(jià)大鼠心功能的可行性。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及模型復(fù)制

5～6周齡SD（Sprague-Dawley）大鼠20只，體重180～200 g，購(gòu)自延邊大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后，按體重隨機(jī)分為對(duì)照組和模型組，自由飲食、水。參照文獻(xiàn)[5]的方法復(fù)制甲亢大鼠模型，模型組每天皮下注射甲狀腺素（L-thyroxin）0.5 mg/kg，對(duì)照組每天皮下注射等量的生理鹽水。28 d后停止藥物干預(yù)。記錄兩組大鼠體重，對(duì)照組最高體重達(dá)360 g，模型組最高體重達(dá)290 g。用ELISA檢測(cè)大鼠血清中總?cè)饧谞钤彼幔╰otal triiodothyronine, TT3）、總甲狀腺素（total thyroxine, TT4）的含量。超聲心動(dòng)技術(shù)檢測(cè)模型組大鼠心率，可達(dá)500次/min或以上。HHD大鼠模型復(fù)制成功。

1.2 方法

1.2.1 超聲速度向量技術(shù) 于VVI檢測(cè)前1天，禁食水。脫去大鼠前胸鼠毛，腹腔注射30%烏拉坦麻醉，采用西門(mén)子Acuson S2000彩色多普勒超聲儀，10V4探頭（頻率10 MHz），經(jīng)心尖四腔心切面對(duì)大鼠行超聲心動(dòng)圖檢查并保存數(shù)據(jù)，脫機(jī)進(jìn)行VVI分析。描記左心室心內(nèi)膜，VVI系統(tǒng)讀取縱向峰值速度（velocity）（cm/s）、縱向峰值應(yīng)變（strain， Sr）（%）和縱向峰值應(yīng)變率（strain rate, SRr）（1/s）。見(jiàn)圖 1。

1.2.2 血液檢測(cè) 用30%烏拉坦腹腔注射對(duì)大鼠進(jìn)行麻醉，腹主動(dòng)脈取血后，用ELISA檢測(cè)大鼠血清中TT3、TT4的含量。

圖1 VVI分析系統(tǒng)

1.2.3 病理學(xué)檢查 開(kāi)胸取心臟，取左心室心肌組織處理后于電鏡下觀察心肌組織細(xì)胞及線粒體形態(tài)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

數(shù)據(jù)分析采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，獨(dú)立樣本用t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料以率（%）表示，行χ2檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組大鼠VVI各項(xiàng)指標(biāo)比較

VVI讀取的收縮期縱向峰值速度（systolic velocity, Vs）和舒張期縱向峰值速度（diastolic velocity, Vd）、Sr和收縮期縱向峰值應(yīng)變率（systolic strain rate, sSRr）及舒張期縱向峰值應(yīng)變率（diastolic strain rate, dSRr）（1/s）中，與對(duì)照組比較，模型組Vs、Vd、Sr、sSRr和dSRr 5項(xiàng)指標(biāo)均低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見(jiàn)表1。

2.2 兩組大鼠血清中TT3、TT4含量比較

與對(duì)照組比較，模型組大鼠血清中TT3、TT4濃度增高（P＜0.05）。見(jiàn)表 2。

2.3 兩組大鼠心肌細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)比較

對(duì)照組心肌纖維結(jié)構(gòu)排列整齊，線粒體致密。模型組心肌纖維結(jié)構(gòu)排列紊亂、部分肌纖維斷裂，線粒體腫脹、破裂。見(jiàn)圖2。

表1 大鼠VVI各項(xiàng)指標(biāo)結(jié)果 （n =10，±s）

表1 大鼠VVI各項(xiàng)指標(biāo)結(jié)果 （n =10，±s）

組別 Vs/（cm/s） Vd/（cm/s） Sr/% sSRr/（1/s） dSRr/（1/s）對(duì)照組 0.270±0.132 0.248±0.108 8.851±6.887 1.270±1.033 1.222±0.864模型組 0.102±0.050 0.119±0.064 1.604±1.178 0.516±0.328 0.512±0.290 t值 3.590 3.137 3.429 2.285 2.559 P值 0.002 0.006 0.006 0.041 0.024

表2 兩組大鼠血清TT3、TT4水平（n =10，ng/L，±s）

表2 兩組大鼠血清TT3、TT4水平（n =10，ng/L，±s）

組別 TT3 TT4對(duì)照組 68.866±7.336 123.560±22.827模型組 87.700±12.015 166.446±45.347 t值 3.675 2.276 P值 0.002 0.039

圖2 兩組大鼠左心室心肌細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)（電鏡×6 000）

3 討論

HHD是甲亢的常見(jiàn)且嚴(yán)重并發(fā)癥之一。它的病程長(zhǎng)，臨床癥狀表現(xiàn)較晚，容易誤診，影響患者預(yù)后。HHD是在高水平甲狀腺素長(zhǎng)期作用下，心臟發(fā)生如心肌肥厚、肌纖維束增加及心肌細(xì)胞結(jié)構(gòu)改變等嚴(yán)重病理學(xué)改變[6]。而心肌纖維化會(huì)導(dǎo)致心力衰竭、心肌梗死或心律失常等常見(jiàn)心血管疾病[7-8]。因此更早期更準(zhǔn)確的診斷HHD，對(duì)提高該病患者預(yù)后有著重要的意義。

Simpson法計(jì)算LVEF值是臨床評(píng)價(jià)左心室功能的常用方法，能夠較準(zhǔn)確的反映心室功能[9]。但已有文獻(xiàn)證明，Simpson法用于大鼠左心室功能測(cè)定誤差較大，應(yīng)用Simpson法評(píng)價(jià)大鼠左心室功能具有一定局限性[10]。而VVI分析系統(tǒng)是一種利用超聲斑點(diǎn)示蹤技術(shù)的新型超聲心動(dòng)圖技術(shù)。其能夠克服標(biāo)準(zhǔn)切面的局限性，描記心內(nèi)膜運(yùn)動(dòng)軌跡，提供心肌運(yùn)動(dòng)速度、心肌應(yīng)變及心肌應(yīng)變率等指標(biāo)，更加客觀、全面的評(píng)價(jià)心肌的運(yùn)動(dòng)[11]。心肌應(yīng)變是心臟搏動(dòng)時(shí)引起的心肌長(zhǎng)度的變化，采用應(yīng)變和應(yīng)變率評(píng)價(jià)心肌運(yùn)動(dòng)可以區(qū)分心臟整體運(yùn)動(dòng)和心室壁運(yùn)動(dòng)，普遍認(rèn)為心肌應(yīng)變?cè)u(píng)價(jià)心肌運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性較好。但應(yīng)用傳統(tǒng)組織多普勒法衡量心肌應(yīng)變，記錄位置有限，具有一定的角度依賴性。VVI技術(shù)不依賴于多普勒，應(yīng)用超聲二維灰階成像為基礎(chǔ)，對(duì)目標(biāo)心肌進(jìn)行斑點(diǎn)及邊界追蹤，采集相位信息，以矢量方式表示心肌運(yùn)動(dòng)變化。VVI用于人類心尖四腔心切面的研究有很多[12-13]，而動(dòng)物方面的研究?jī)H限于大動(dòng)脈短軸切面或左室長(zhǎng)軸切面[14-16]，用于大鼠心尖四腔心切面相關(guān)研究結(jié)果甚少。本研究在大鼠心尖四腔心切面進(jìn)行左心室心內(nèi)膜描記，利用VVI技術(shù)觀察大鼠左心室功能變化，結(jié)果表明模型組Vs、Vd、Sr、sSRr及dSRr，均低于對(duì)照組。該結(jié)果和心肌硬度與心肌運(yùn)動(dòng)速度、心肌應(yīng)變及心肌應(yīng)變率成正比相吻合。根據(jù)KIM等人的研究[17]，HHD模型大鼠的心率高出正常大鼠心率，可達(dá)到500次/min或以上，結(jié)合本實(shí)驗(yàn)結(jié)果，快速心率下所得HHD大鼠VVI數(shù)據(jù)有差異，表明在快速心率條件下，VVI技術(shù)可以評(píng)價(jià)左心室功能。結(jié)合血清TT3、TT4及電鏡結(jié)果所顯示的HHD病理學(xué)改變即模型組血清TT3、TT4濃度高于對(duì)照組（P＜0.05），且電鏡下觀察大鼠的心肌組織示模型組較對(duì)照組心肌出現(xiàn)纖維化改變相吻合，證明成功復(fù)制了HHD大鼠模型，且在心尖四腔心切面上應(yīng)用VVI技術(shù)能夠評(píng)價(jià)HHD大鼠的心肌運(yùn)動(dòng)，為心臟病大鼠模型提供新的超聲評(píng)價(jià)手段，對(duì)臨床探究HHD提供新的評(píng)價(jià)方法。而鑒于HHD較多累及右心室病變，還需進(jìn)一步完善VVI技術(shù)評(píng)價(jià)右心室功能的研究。