李 磊 林成仁 任建勛 史 躍 馬彥雷 劉建勛
(中國中醫科學院西苑醫院基礎醫學研究所,中藥藥理北京市重點實驗室,北京,100091)
小型豬痰瘀互結證冠心病證侯診斷研究
李 磊 林成仁 任建勛 史 躍 馬彥雷 劉建勛
(中國中醫科學院西苑醫院基礎醫學研究所,中藥藥理北京市重點實驗室,北京,100091)
目的:研究小型豬痰瘀互結證冠心病中醫證侯診斷指標及方法。方法:小型豬隨機分為正常對照組和模型對照組,分別用普通飼料和高脂飼料喂養14周,2周時采用介入技術球囊損傷左冠狀動脈前降支,制備小型豬冠心病模型。測定30點體表心電圖、體重指數、采集舌象以及無創血流動力學指標,采集股動脈脈搏圖像,分別對胸痹心痛的主癥、兼癥、舌象及舌下脈絡和脈象進行標準化評分,分析舌象RGB及HIS數值變化,對脈搏圖進行分析。結果:與正常對照組比較,模型對照組動物的主癥、兼癥、舌象和脈象均有明顯的改變,此評價方法具有較好的穩定性;模型組舌象圖像R分量下降,紅色飽和度降低;模型組動物在實驗2周時表現出脈搏圖h3/h1改變。結論:證候客觀化評分方法在實驗小型豬冠心病痰瘀互結證研究中有較好的穩定性,規范化的舌象圖像采集有助于評價疾病變化,而脈搏圖評價復合因素造模實驗動物的脈象的方法還需探索。
疾病模型;病證結合;冠心病;小型豬
實驗動物疾病模型廣泛應用于疾病及藥物治療的研究,病證結合動物模型則是中醫藥實驗研究的有效途徑。以往的病證結合動物模型的研究中存在簡單照搬西醫研究模式、過度塑造“證”的模型而忽略“病”的模型、忽略動物與人的溝通及缺乏有效的驗證手段等問題[1]。為了解決上述問題,我們在實驗動物的病證結合中引入擬臨床研究的概念,即采取系統全面的動物臨床研究模式,以最大可能模擬中醫臨床實際操作過程,使模型動物疾病模型的發生發展最大可能的符合臨床病理生理過程。
本研究室前期在實驗動物模型的擬臨床研究思路的指導下,建立了符合臨床發病過程的小型豬冠心病血瘀證病證結合模型[2]。動態觀察了動物模型的動態發展過程,建立了相應的評價體系[3]并與臨床研究的結果進行相關性分析。本文是我們在前期研究的基礎上對動物舌象采集條件進行進一步規范并從色度學角度分析舌象變化,并探討脈象圖在本動物模型的應用。
1.1 材料 中國實驗小型豬12只,雌雄不拘,體重(16.3±2.3)kg,由北京北七家美樂養殖場提供。隨機分為正常對照組和模型對照組,每組6只。戊巴比妥鈉,德國進口分裝,北京化學試劑公司提供,批號:080604;肝素鈉注射液,上海第一生化藥業有限公司生產,批號:100702;76%復方泛影葡胺注射液,上海旭東海普藥業有限公司生產,批號:101201;高脂飼料配方:每100 kg高脂飼料中含膽固醇2 kg,膽鹽0.5 kg,豬油10 kg,由北京科澳協力飼料有限公司提供,許可證編號:SCXK(京)2009-0012。
1.2 方法
1.2.1 動物模型制作 實驗動物以高脂飼料喂養2周,900g/d每只,模擬飲食不節,過食肥甘厚味,以致動物脾胃失健,聚濕成痰。在痰濁壅滯的基礎上,用介入法行冠脈拉傷:在C型臂X光機(BV Pulsera型)透視下,推送導引導絲至冠狀動脈前降支(LAD)中下部。通過導引導絲后末端將PTCA擴張球囊(Boston產品,球囊:管徑=1.3∶1)導管插入,經導引導絲進入LAD中部,視情況給打PTCA擴張球囊導管壓8~12ATM,持續30 s,反復3次,充氣間隙維持球囊壓力1~1.5ATM并輕微拉動球囊。完成手術后,撤除導引導絲、PTCA擴張球囊導管,再次造影觀察LAD擴張情況,撤除導引導管,傷口清創,無菌縫合,單籠喂養觀察。繼續予高脂飼料喂養12周,痰濁挾瘀,阻于心脈,導致痰瘀互結證候模型。
1.2.2 體重指數測量 分別于正常飲食期(0周)、高脂飼料喂養2周后(2周)、冠脈損傷后4周(正常/高脂飼料6周)、冠脈損傷后8周(正常/高脂飼料10周)、12周(正常/高脂飼料14周)測定小型豬體重(W)和體長。體重指數(BMI)由公式(BMI=W/L2)計算得出。
1.2.3 小型豬無創血流動力學參數測定 在不同時間點分別記錄無創血流動力學指標,包括心率(HR)、心輸出量(CO)、每搏輸出量(SV)、外周血管阻力(VR)、心臟加速指數(ACI)、左心做功(LCW)等6項主要參數。經過改裝的針式電極分別固定于小型豬的雙側頸部和肋下緣中點等8個部位,以上血流動力學參數分別記錄于無創血液動力學監測系統(BioZ,USA)。測定的時間點為0周、2周、6周、10周、14周。
1.2.4 小型豬脈搏圖采集 小豬仰臥,取股動脈波動明顯處放置脈搏采集探頭(日本光電),采集脈圖(波形如圖1所示),數據記錄于生理記錄儀(MP-150,USA)。脈象穩定后連續觀察30s,選取典型的3個脈搏圖測量上升支時間t1(TW)、脈動周期t(TAG)、主波上1/3寬度w(WW’)、重搏前波幅度HD/主波波幅HB(h3/h1)及重搏波幅HF/主波波幅HB(h4/h1),計算平均值。

圖1 小型豬脈象圖示意圖
1.2.5 心肌缺血程度和范圍采集 自制多點固定式體表心電圖電極(30個標測點)置于小型豬體表,于心臟體表投影處描記體表心電圖(BS-ECG),數據記錄于生理記錄儀(MP-150,USA)。以ST段升高大于0.8 mv為判斷標準,計算心肌缺血程度(Σ-ST:ST段升高總mV數)及心肌缺血范圍(N-ST:ST段升高總點數),測定的時間點為0周、2周、6周、10周、14周。
1.2.6 小型豬舌象采集 利用色溫5500K柔光箱進行布光,根據國際照明委員會CIE推薦的標準照明和觀測條件,選取照明的幾何條件按照45/0(照明/觀察)安排光路。光源照度測量采用臺灣泰仕TES-1330A照度計,舌體處照度范圍控制在2500~3000 Lux(勒克斯)。實驗采用尼康D90數碼單鏡反光相機,配合尼康AF-S微距尼克爾60 mm f/2.8G ED鏡頭,相機用三腳架固定,鏡頭與舌面距離35 cm。應用灰卡手動設定白平衡,圖像采集時選用相機手動(M)檔,手動對焦,以光圈F16、快門1/30 s、ISO 400的條件采集舌象。舌象照片輸出JPG格式,選取舌體區域3點,讀取像素區域R(紅色)、G(綠色)及B(藍色)分量值。將RGB轉化為HIS色度空間(色調H、飽和度S及亮度I),轉化按下述公式:

其中H值范圍為[-180,180],為了更好的表達H值相對于H=0的絕對差距,我們參考文獻[4]做法,將原H值均加90,即把H值范圍調整為[-90,270],其中紅色的H值范圍[60,120]以H=90為紅色原點,距離H=90的絕對值越大,表示顏色色調離紅色值越遠。
1.2.7 疾病動物證侯研究及評分標準 1)主癥評分(胸悶胸痛,胸膈痞滿,刺痛固定)以30點體表心電圖(BS-ECG)進行評分,計算心肌缺血程度(Σ-ST:ST段升高總mV數)及心肌缺血范圍(N-ST:ST段升高總點數)。2)兼癥評分(痰多體胖,納呆脘脹):以體重指數(BMI)和進食情況評分。3)舌象及舌下脈絡評分:采集數碼圖片,模擬病理圖像分研究進行評分。4)脈象評分:在不同時間點分別記錄無創血流動力學指標,包括HR、CO、SSVR、ACI和LCW等6項主要參數,與正常對照組比較評分。
1.2.8 統計學方法 應用SPSS 11.5統計分析軟件整理、分析數相同時間不同組的計量資料以均數±標準差±s)表示,以t檢驗判斷其顯著性。
2.1 主癥評分 圖2顯示,0周模型對照組和對照組的主癥評分分別為0.25±0.43和0.40±0.51,2組比較差異無統計學意義。2周時2組主癥評分分別為1.63±0.48和1.87±0.92,2組比較差異無統計學意義。10周模型對照組和對照組的主癥評分分別為1.50±0.50和5.33±0.65,2組比較差異有統計學意義(P<0.01)。14周模型對照組和對照組的主癥評分分別為1.40±0.80和5.00±0.63,2組比較差異有統計學意義(P<0.01)。
2.2 兼癥評分 圖3顯示,0周模型對照組和對照組的兼癥評分分別為0.50±0.93和0.53±0.74,2組比較差異無統計學意義。2周2組兼癥評分分別為0.75 ±0.89和0.60±0.74,2組比較差異無統計學意義。10周模型對照組和對照組的兼癥評分分別為1.50± 0.93和4.25±0.97,2組比較差異有統計學意義(P<0.01)。14周模型對照組和對照組的兼癥評分分別為2.50±0.58和5.67±0.52,2組比較差異有統計學意義(P<0.01)。
2.3 舌象評分 圖4顯示,0周模型對照組和對照組的舌象評分分別為0.50±0.71和0.47±0.74,2組比較差異無統計學意義。2周2組舌象評分分別為0.63 ±0.86和0.60±0.83,2組比較差異無統計學意義。10周模型對照組和對照組的舌象評分分別為0.50± 0.71和2.47±1.25,2組比較差異有統計學意義(P<0.01)。14周模型對照組和對照組的舌象評分分別為0.63±0.70和2.53±1.30,2組比較差異有統計學意義(P<0.01)。
2.4 脈象評分 圖5顯示,0周模型對照組和對照組的脈象評分分別為0.25±0.43和0.33±0.49,2組比較差異無統計學意義。2周2組脈象評分分別為0.38 ±0.70和0.40±0.63,2組比較差異無統計學意義。10周模型對照組和對照組的脈象評分分別為0.50± 0.50和3.87±1.25,2組比較差異有統計學意義(P<0.01)。14周模型對照組和對照組的脈象評分分別為0.63±0.70和4.40±1.12,2組比較差異有統計學意義(P<0.01)。

圖2 主癥評分

圖3 兼癥評分

圖4 舌象評分

圖5 脈象評分
2.5 舌象圖像RGB分析 圖1顯示,0周和2W時模型對照組和對照組的舌象RGB各分量值及HIS值,比較差異無統計學意義(P>0.05)。在實驗10周和14周與對照組比較,模型對照組均表現出R分量值降低,同時R/G及R/B值也均降低(P<0.05或P<0.01),S值也出現降低(P<0.05)。提示模型對照組隨著造模時間的變長,舌象圖像R分量降低,舌色飽和度下降。
表1 小型豬舌象圖像RGB及HIS分析表(±s)

表1 小型豬舌象圖像RGB及HIS分析表(±s)
注:與相應時間點對照組比較,*P<0.05,**P<0.01。
時間組別.04 0.22±0.03 124.35±2.70模型對照組175±5 103±8 100±9 1.70±0.12 1.76±0.15 90.04±0.05 0.21±0.03 126.04±6.38 2周對照組175±6 105±4 105±5 1.67±0.06 1.67±0.07 89.99±0.04 0.20±0.01 128.58±4.29模型對照組175±5 106±4 104±4 1.65±0.10 1.68±0.09 90.02±0.05 0.20±0.02 128.24±2.14 10周對照組178±5 101±6 100±7 1.78±0.12 1.80±0.13 90.01±0.02 0.22±0.03 126.21±4.85模型對照組172±4*102±3 103±3 1.68±0.04*1.68±0.03**90.00±0.03 0.20±0.01*125.76±2.91 14周對照組179±5 100±6 99±4 1.79±0.09 1.81±0.06 90.01±0.04 0.23±0.01 125.97±4.37模型對照組169±5**103±5 102±4 1.64±0.07*1.66±0.09*90.01±0.08 0.20±0.02*R/G R/B H S I 0周對照組175±5 100±4 99±6 1.76±0.11 1.78±0.14 90.01±0 R G B 124.71±2.89
2.6 脈動波形圖 在2周時,脈搏圖參數模型對照組重搏前波幅度HD/主波波幅HB(h3/h1)較模型對照組顯著升高(P<0.01)。其他各時間點,各脈搏圖參數無明顯差異。
表2 小型豬脈搏圖像分析表(±s)

表2 小型豬脈搏圖像分析表(±s)
注:與相應時間點對照組比較,*P<0.05,**P<0.01。
時間組別上升支時間t1脈動周期t主波上1/3寬度w h3/h1h4/h 1 0.31±0.07模型對照組0.138±0.022 0.388±0.085 0.13±0.02 0.66±0.11 0.34±0.08 2周對照組0.151±0.027 0.389±0.057 0.14±0.02 0.61±0.07 0.29±0.05模型對照組0.132±0.019 0.399±0.077 0.12±0.02 0.70±0.06**0.32±0.06 6周對照組0.153±0.022 0.405±0.052 0.14±0.01 0.79±0.05 0.41±0.07模型對照組0.142±0.031 0.420±0.102 0.13±0.02 0.74±0.07 0.41±0.10 10周對照組0.145±0.022 0.410±0.077 0.13±0.02 0.65±0.07 0.34±0.05模型對照組0.137±0.020 0.428±0.091 0.13±0.02 0.64±0.05 0.35±0.07 14周對照組0.166±0.032 0.409±0.053 0.14±0.01 0.63±0.01 0.37±0.03模型對照組0.136±0.037 0.445±0.122 0.13±0.02 0.58±0.0 0周對照組0.135±0.017 0.383±0.074 0.13±0.02 0.65±0.06 0.33±0.04 5
標準化評分和量化的病證結合實驗動物證侯評分標準有助于開展中醫藥的擬臨床研究。本研究顯示,采用臨床上使用的研究指導原則,同時考慮到動物本身特點,制定的小型豬冠心病心絞痛中醫證侯及評分標準具較好的穩定性,可以應用相關疾病及藥物的研究中。
規范化的舌象采集條件及分析標準有助于動物證侯模型研究。本研究在舌象圖像的采集上采用了統一色溫、照度及照射角度的光源,并嚴格控制拍攝距離和相機的設置。數碼相機將舌像圖像采集后,通過相關的軟件我們可以讀出目標區域的像素的RGB值,然而單一的R、G、B值不能直觀地描述顏色的特征。HIS空間相對于RGB空間更接近人的視覺特征,它通過色調H、飽和度S及亮度I來描述人眼對顏色的感覺,更接近我們傳統上的舌象觀察與描述方式。通過RGB空間和HIS空間的轉化我們可以更進一步的分析疾病變化過程中的舌象改變。本研究顯示小型豬冠心病痰瘀互結證的舌象圖像R分量降低,舌色飽和度下降。
中醫傳統意義脈象是中醫師切脈之后所形成的主觀判斷,脈搏圖是脈搏信號的可視化表現。通過對脈搏圖的觀察分析,可以在一定程度上反映出脈象的某些特征。脈搏圖基本圖形為三波峰,由升支和降支(包括重搏前波、降中峽等)組成。本研究顯示,在2周時模型對照組小型豬脈搏圖重搏前波幅度HD/主波波幅HB(h3/h1)較正常組顯著升高,在2周時已經高脂喂養2周而尚未進行冠脈介入手術,所以其脈搏圖更接近高脂血癥痰凝的表現。而當進行介入操作之后的各時間點模型對照組和對照的脈搏圖的各項參數差異均無統計意義,提示造模后小型豬逐漸轉為痰瘀互結證后脈搏圖差異不明顯。參考其他有關小型豬脈象研究[5],我們發現小型豬對單一造模條件的脈搏圖與證侯的相關性較高,而尚無文獻報道復合因素造模型下小型豬的脈搏圖改變情況。所以我們認為脈搏圖在條件控制準確的單一因素造模情況下可以在一定程度上反映疾病的證侯表現,而當造模方式復雜時脈搏圖分析法可能需要通過改進檢測方式或尋找特異性的采集部位才能采集到證侯的特征信息,這方面有待進一步的研究。
小型豬冠心病痰瘀互結證的客觀評價是研究其發病規律和治療的重要方法,本研究參照參考前期研究結果與方法,借助體表心電圖、體重指數、模擬病理圖像分析以及無創血流動力學指標,分別對胸痹心痛的主癥、兼癥、舌象和脈象進行標準化評分和量化統計學處理。與前期研究結果綜合分析,該造模方法具有很好的穩定性,應用本評價體系可以很好的評價小型豬冠心病病證結合模型的特點。規范的舌象采集條件有助于對舌象的顏色分析及標準量化評分。雖然脈搏圖可以在一定程度上反映疾病的發展規律,但復合因素造模的動物疾病模型其應用可能會受限,而無創血流動力學指標進行的脈象標準量化評分則可以準確穩定的反映疾病的特點。
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(2013-09-12收稿)
Research on Symptoms for Coronary Heart Disease Model of M iniswine with Phlegm-stasis Syndrome Type
Li Lei,Lin Chengren,Ren Jianxun,Shi Yue,Ma Yanlei,Liu Jianxun
(Xiyuan Hospita,CACMS,Bejing 100091,China)
Objective:To setup diagnosismethods ofminiswine coronary heart disease(CHD)anginamodel of phlegm-stasis syndrome type.Methods:Mini swinewere randomly divided into the control group and themodel group,fed with common forage and high fat forage respectively for 14 weeks and the coronary left anterior descending branch in the model group was injured by balloon intervention technique after 2-week feeding to establish CHD model.Themodel establishment and its physiopathology indiceswere evaluated by examinations on body surface electrocardiograph(BS-ECG),body mass index(BMI),pulse conditions,tongue pictures,noninvasive heart function monitor,arteria femoralis pulse wave.Using ECG as the principal index,BMI as secondary index,tongue picture as tonguemanifestation,and arteria femoralis pulse wave as pulsemanifestation,giving scores based on above criteria.Results:Principal symptoms,accompanied symptoms,tongue picture and pulse condition of themodel group swine were all significantly changed compare with those in the control group respectively.Tongue picture ofmodel group showed lower R value and red saturation level,the pulse wave revealed h3/h1 difference after 2 weeks.Conclusion:Themethod of objective standardization scoring for TCM syndrome shows a better stability in the study ofmini swine CHD model of phlegm-stasis syndrome type.The normalized tongue picture collection method contributes to evaluate the changes of disease,while the pulsewave patternmethod in evaluating the pulse condition of compound factor animalmodel still needs to be investigated.
Diseasemodel;Disease-syndrome combination;Coronary heart disease;Mini swine
10.3969/j.issn.1673-7202.2013.10.002
國家科技重大專項經費資助項目(重大新藥創制,編號:2012ZX09301002-004);科技部十二五重大新藥創制課題(編號:2012ZX09301002-004)
李磊(1982—),男,黑龍江人,醫學碩士,從事中西醫結合心血管藥理學研究
劉建勛,男,研究員,博士生導師,主要從事心腦血管藥理學研究,Tel:010-62835601,E-mail:liujx0324@sina.com