3D-STI技術(shù)評價右室壓力負荷升高犬右室心肌力學改變及機制初探.pdf

1、右室常作為左室的從屬結(jié)構(gòu)在很長一段時間被研究者所忽略，使得對正常及各種病理狀態(tài)下的右室功能理解匱乏。臨床多種心肺疾病可以引起右室功能障礙，近些年來許多研究已經(jīng)證實右室功能在疾病預(yù)后評估中有重要作用，右心功能是各種病理類型的肺高壓患者的最強預(yù)后指標，是預(yù)測心衰患者預(yù)后的獨立危險因素，許多先心病患者術(shù)后生存時間及生活質(zhì)量依賴于右室功能是否正常。右室由于其心肌肌壁薄、順應(yīng)性好但收縮力差等特點，對壓力負荷升高代償較差，臨床上多種心血管疾病可導致

2、右室壓力負荷升高。在右室壓力負荷升高過程中，右室心肌發(fā)生重構(gòu)，右室形態(tài)及心肌力學等隨即發(fā)生改變，右室壓力持續(xù)升高而不加干預(yù)可導致右心功能障礙直至右心衰竭等嚴重后果。所以，在臨床中早期、準確的評估右室功能具有重要意義。
　　由于右室心腔內(nèi)肌小梁豐富、幾何結(jié)構(gòu)復雜并且室壁運動與左室相互依賴，準確評估右室功能存在很大困難。通過右心導管檢查可以測得右室腔內(nèi)壓力變化速度、心輸出量等指標來反映右室功能，但因此檢查的有創(chuàng)性而應(yīng)用受限。心臟核磁共

3、振（CMRI）具有較高的空間分辨率，是目前定量評估右室容積及右室射血分數(shù)的金標準，但CMRI掃描及分析時間長，時間分辨率低，并需要病人反復做深吸氣、深呼氣、憋氣動作，需患者密切配合，且存在對支架、起搏器等金屬植入的患者的應(yīng)用禁忌，這些限制了CMRI在臨床的廣泛應(yīng)用。
　　超聲心動圖具有便捷、實時和無輻射等特點而廣泛應(yīng)用于臨床和科研。由于傳統(tǒng)超聲有角度依賴性，且右室位于胸骨后方并受肺葉遮擋等原因使傳統(tǒng)心動圖在評估右室功能較具有較規(guī)則

4、橢圓形的左室存在更大的困難。二維超聲斑點追蹤成像技術(shù)（2D-STI）無角度依賴性，是在二維平面上通過追蹤心肌斑點的運動軌跡計算出心肌應(yīng)變和扭轉(zhuǎn)等心肌力學指標來評估心肌的局部和整體功能?，F(xiàn)今2D-STI技術(shù)已被用于定量的評估右室功能，但其僅局限于二維平面，不能評價心肌的出平面運動，且由于右室復雜的幾何形態(tài)和收縮方式只能評估右室縱向應(yīng)變，而不能提供環(huán)向及徑向應(yīng)變信息。三維超聲斑點追蹤顯像（3D-STI）技術(shù)是近年來在三維超聲和斑點追蹤技術(shù)基

5、礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項評估心肌應(yīng)變的新技術(shù)，其在三維空間上追蹤心肌斑點運動，從心肌應(yīng)變層面評估心功能，不僅突破了角度依賴性，且不局限于二維平面從而可以更真實的、更準確的評估心肌功能?；谟沂倚螒B(tài)學角度考慮，三維方法將比二維方法更適合右室功能的研究，已有研究將分析左室功能的3D-STI技術(shù)用于評估右室功能且被證實是有效的。
　　持續(xù)右室壓力升高而不干預(yù)會引起右室肥厚而最終導致右心衰竭。在科技和醫(yī)療技術(shù)飛速發(fā)達的當今社會右心衰仍有著較高的

6、病死率，怎樣推遲心肌肥厚到發(fā)生心衰的時間是迫在眉睫的問題。因此，探討心肌肥厚發(fā)生、發(fā)展及其機制具有深遠的重要性和現(xiàn)實意義。心肌力學改變與早期組織學、細胞分子機制變化關(guān)系尚不清楚，深入研究其組織學、分子生物學基礎(chǔ)對于臨床在早期診斷、治療右室功能不全患者方面具有重要意義。
　　本研究旨在進一步明確3D-STI技術(shù)在評估右室壓力負荷升高時右室局部及整體心肌力學改變，為早期發(fā)現(xiàn)右室功能異常、評估治療效果及預(yù)后、隨訪提供一種新方法，并就右室

7、心肌力學改變的組織學及分子生物學的簡單機制做初步探究，研究分為兩個部分：
　　第一部分 3D-STI技術(shù)評價右室壓力負荷升高犬右室心肌力學改變
　　本部分研究對象為10只健康雄性比格犬，動物模型為環(huán)束比格犬肺動脈主干（PAB）后人為造成右室壓力負荷升高，分別采集比格犬術(shù)前、術(shù)后三個月二維及三維超聲圖像及數(shù)據(jù)，運用3D-STI技術(shù)評估術(shù)前及術(shù)后三個月比格犬右室三維應(yīng)變超聲指標變化。此外，10只比格犬在PAB術(shù)前及術(shù)后三個月均用

8、右心導管測量右室+dp/dt max(最大上升速率)和-dp/dtmin（最大下降變化速率）。一只動物在術(shù)后三個月采集超聲圖像后因麻醉過深死亡。本研究應(yīng)用3D-STI技術(shù)評估PAB后比格犬右室心肌整體與局部心肌應(yīng)變改變，并探索右室心肌應(yīng)變改變與右室腔內(nèi)壓力變化的關(guān)系。結(jié)果：①PAB術(shù)后PV（肺動脈瓣口收縮期峰速）、RVFWT（右室游離壁厚度）、Tei指數(shù)較術(shù)前升高（P<0.05），PAB術(shù)后PAAT（肺動脈加速時間）、RVFAC（右室面

9、積變化率）低于術(shù)前（P<0.05）；②PAB術(shù)后RVGLS（右室整體縱向應(yīng)變）減低，而RVGRS（右室整體徑向應(yīng)變）及RVGCS（右室整體環(huán)向應(yīng)變）代償性升高（P<0.05）；PAB術(shù)后RVFWLSb（右室游離壁基底段縱向應(yīng)變）減低（P<0.05），PAB術(shù)后SEPCSb、a（間隔基底段、中間段環(huán)向應(yīng)變）、及SEPRSmid（間隔中間段徑向應(yīng)變）升高（P<0.05）；③PAB術(shù)后三個月+dp/dtmax、-dp/dtmin均升高（P<0

10、.05），且PAB術(shù)后右室+dp/dtmax與RVFWCSmean（右室游離壁平均環(huán)向應(yīng)變）有較好的相關(guān)性（P=0.011，r=-0.758）。
　　第二部分 右室壓力負荷升高犬右室心肌力學改變發(fā)生機制初探
　　PAB術(shù)后飼養(yǎng)三個月并獲得超聲及心導管數(shù)據(jù)后，處死動物，取右室肺動脈瓣下心肌備用為banding組，同時用相同的方法處死3只體重性別與banding組匹配的正常比格犬作為normal組。HE染色測兩組右室心肌細胞橫徑

11、，Masson’s染色測兩組右室心肌細胞膠原纖維面積百分比，行免疫組化法檢測CD31，以比較兩組右室心肌中新生血管密度（MVD）；western blot及Real-time RT PCR檢測兩組右室心肌P53、VEGF、HIF-1α、CX43、bcl2及caspase3的蛋白及基因表達情況以探索右室心肌肥厚的分子及組織學機制。結(jié)果：①banding組右室細胞橫徑、膠原纖維面積百分比均高于normal組（P<0.05），banding組

12、新生血管密度低于normal組（P<0.05）；②banding組P53、Caspase3蛋白較normal組表達升高（P<0.05），banding組HIF1-α、VEGF、CX43蛋白較normal組表達降低（P<0.05）；banding組HIF1a、CX43、VEGF、BCL-2基因表達較normal組降低（P<0.05）；RVGRS、RVFWRS及 RVFWLS與心肌膠原纖維面積有較好的相關(guān)性（r=-0.770，P=0.015

13、、r=-0.747，P=0.021、r=0.777，P=0.014），RVFWRSb與VEGF基因含量有較好的相關(guān)性（r=0.744，P=0.021）。
　　結(jié)論：
　　1、肺動脈主干環(huán)束誘導的右室壓力負荷升高犬右室功能已發(fā)生改變，心肌發(fā)生肥厚和重建，縱向應(yīng)變降低，環(huán)向及徑向應(yīng)變代償性升高，同時右室心肌在組織學及分子水平都發(fā)生不同改變。
　　2、運用3D-STI技術(shù)得出的超聲應(yīng)變參數(shù)與血流動力學、分子及細胞指標具有較好