應用三維超聲心動圖對比觀察微創外科左室心外膜多點電極的動物實驗研究

摘要：目的 探討三維超聲心動圖評價微創外科方法植入左室心外膜電極的CRT的可行性和療效。方法 應用三維超聲心動圖對左室心外膜多點電極起搏器植入13例心衰模型小型中華豬行左室心肌同步性檢測。經Q-lab后處理軟件分析，得到術前與術后3w的左心室舒張末期容積（LVEDV）、收縮末期容積（LVESV）、每搏量（ SV）、射血分數（ LVEF）、17節段時間-容積曲線。結果 對照術前與術后3 w的LVEDV、LVESV、LVEF、SV、LVEF、CO數據，術后實驗組較對照組LVEDV、LVESV減小，實驗組較對照組LVEF、SV、CO提高，統計學具有顯著性差異（ P<0.01）。術后3 w Teil指數顯著改善，統計學有明顯差異（P<0.01）。結論 左室心外膜多點電極起搏器植入可以提高左心室的收縮與舒張功能，應用三維超聲心動圖可對左室同步性進行準確定位指導，并評價手術療效。

關鍵詞：三維超聲心動圖；左室心外膜多點電極；CRT；實驗

應用三維超聲心動圖（Three dimensional Echocardiography，3D-Ech）新技術評價微創外科方法植入左室心外膜電極的CRT的可行性和療效，特別是從三維空間角度分析心臟電-機械運動與左心室收縮及舒張功能的相互關系，可以為尋找評價心臟不同步的敏感指標、三維空間定位和指導外科左室心外膜電極植入位置提供科學的理論依據和安全有效地操作方法，對于CRT治療方案進一步完善和個性化治療有重要意義。本文旨在通過三維超聲心動圖對左室心外膜單點與多點電極起搏器植入，對左室心肌收縮同步性存在的差異進行準確定量評價。

1資料與方法

1.1一般資料 健康中華小型豬13只，質量22.0～26.0 Kg雌雄不限，采用快速心室起搏導致III度房室傳導阻滯的方法制備豬心力衰竭動物模型，以左室舒張期末壓力（LVEDP）>18 mmHg和心輸出量（CO）下降>30%認定為小型豬心力衰竭模型為成功。造模過程中，死亡2只。將剩余11只小型豬通過超聲引導對其進行小切口左室心外膜增加臨時起搏電極的多點電極起搏器植入方法治療。

1.2方法 儀器為Philips IE33彩色多普勒超聲儀，矩陣三維探頭，型號X3-1頻率1～3 MHz，數據通過QLab定量分析工作站處理分析。通過介入方法置入右心電極，在超聲引導下通過外科小切口對心衰豬模型放置左室心外膜單點與多點電極于最佳位置。分別于術前及術后3 w將三維探頭置于心尖部，取得滿意的心尖四腔觀圖像后，啟動全容積顯像方式，收集全容積成像三維數據， 將圖像傳輸至工作站。脫機后在工作站中打開QLab 定量分析軟件，應用3DQ 軟件進行定量分析。分別在舒張末期和收縮末期調節矢狀切面和冠狀切面位于左室中央，橫切面位于二尖瓣環水平，分別選定四腔心切面二尖瓣環水平的室間隔及側壁、二腔心切面二尖瓣環水平的下壁及前壁、心尖頂點5個左室心內膜取樣點后，軟件自動描繪出動態三維心內膜輪廓。在進行序列分析后，軟件自動輸出左心室舒張末期容積（left ventricular end-diastolic volume，LVEDV）、收縮末期容積（left ventricular end-Systolic volume，LVEDV）、每搏輸出量（stroke volume，SV）、射血分數（left ventricular ejection fraction，LVEF）、左室的17節段整體時間-容積曲線圖，并計算多普勒指數（Doppler index，也稱Tei指數）。

1.3統計學分析 采用SPSS 11.0統計軟件，數據以均數±標準差（x±s）表示，組間比較采用成組t檢驗，P<0.05為差異有顯著性意義。

2結果

2.1小型豬的左室舒張末期容積（left ventricular end-diastolic volume，LVEDV）術后相對于術前明顯減小（P<0.01），每搏量（stroke volume，SV）、左室射血分數（left ventricular ejection fraction，LVEF）明顯提高（P<0.01），見表1。

2.2通過小切口左室心外膜增加臨時起搏電極的多點電極起搏器植入后，小型豬Tei指數較術前顯著提高（P<0.01），見表1。

3討論

CRT治療是針對存在心室運動不同步的患者，對于不存在心室運動不同步者實施CRT是無反應的；理論上，將左室電極放置在左室收縮最延遲節段能取得最佳的效果，因此CRT術前適應證的選擇（即心臟不同步的判定）和左室電極的植入位置是CRT技術的關鍵，也是影響和決定CRT療效的兩點重要因素。三維超聲心動圖可以對最晚激動節段位置的確定起到潛在的優化作用，而且還可以顯示電極與心腔和室壁的空間關系，確定不同步節段的部位和范圍，并對起搏導線進行心腔定位，為置入電極選擇最佳的起搏部位，觀察有無起搏器植入并發癥發生，提高CRT 療效。

急性血液動力學研究已證明，起搏部位對提高心室功能至關重要。因此可假定，CRT無反應者其起搏部位不是最佳的。目前植入左室電極的常用方法是經冠狀靜脈竇逆行置于冠狀靜脈內，但是由于冠狀靜脈的變異等原因使8%～10%的左室電極不能成功植入和近半數左室電極位置的不夠精確[1]。隨著技術的發展，經心臟靜脈植入失敗或不適合內科CRT的患者，可通過外科方法（尤其是微創外科方法）植入左室心外膜電極導線。微創外科心外膜導線植入術具有成功率高、可放置到左心室電極理想位置（靶位置）、脫位率低等優點，可使心衰患者最大受益于CRT。筆者應用實時三維超聲心動圖技術來定量分析評價左室整體容積、射血分數及左室17節段時間-容積變化曲線等參數， 結果顯示LVESV、LVSV、LVEF在術前與術后具有顯著性差異（P<0.01），也就意味著經3D-TTE導航下微創外科植入心外膜電極后的左心收縮功能較術前有顯著的提高。分析原因主要是由于3D-TTE可以對室壁運動不同步部位作出準確的定位評價，讓外科醫生能夠做到有的放矢，從而準確、合理地放置電極，這對手術有一定的參考價值和指導意義。而試驗豬術前的17節段時間-容積曲線排列紊亂，不規則、呈方向不同的波形，到達最小容積的時間離散，術后17節段時間-容積曲線較對照組排列整齊、有序，方向一致， 到達最小容積點的時間相對集中，術后較術前相比時間明顯縮短（P<0.01）。筆者認為由于左室多點電極可以勝任過大左室內的激動傳導，提高心臟再同步化的療效，而多點電極能幫助左室在短時間內完成激動傳導，從而實現最有效的心肌收縮同步性，改善并提高了CRT療效。

研究中，左室做功指數在術后得到顯著提高（P<0.01）。左室做功指數，即Tei指數，該指數由1995年Tei提出，是綜合心室收縮、舒張功能的嶄新指數，與傳統心功能參數如射血分數、每分輸出量及E峰/A 峰相比，其不受心臟形態、心率的影響，該指數在起搏后明顯升高，且有明顯統計學意義，說明左室收縮、舒張功能均得到了明顯改善[2]。

過去認為由于心肌纖維解剖和心電傳導復雜性以及超聲二維技術本身的局限性[3]，到目前為止，公認的CRT適應證的選擇仍沿用電活動參數（QRS>120 ms）作為評價心臟不同步的指標，而關于超聲評價心臟同步性的最佳方法和指標的討論一直都很激烈，尚未發現公認的最佳的超聲預測指標[4-5]，但是很明顯，電活動指標（心電圖）并不能完全代表心臟的機械運動同步性，因此需要通過前瞻性的動物實驗結合血流動力學狀態篩選出評價心臟不同步的最優指標。三維超聲心動圖技術是建立在三維灰階基礎之上的，可以真實反映三維立體空間容積與室壁運動情況，在空間全方位地、立體地顯示心室形態、容量，可以對左室延遲節段的部位和范圍進行三維空間的定位，為CRT的開展與療效評價提供理論和技術上的支持。

筆者應用超聲定量新技術觀察微創外科左室心外膜多點電極的動物實驗研究。采用豬心力衰竭動物模型，應用超聲新技術評價微創外科方法植入左室心外膜電極的CRT的可行性和療效，特別是對左室心外膜多點電極與單點電極兩種植入方法的療效的對比，從三維空間角度分析心臟電-機械運動改善與心室收縮劑舒張的關系，為尋找評價心臟不同步的敏感指標、三維空間定位和指導外科左室心外膜電極植入位置提供科學的理論依據和安全有效地操作方法，對于CRT治療方案進一步完善和個性化治療有重要意義，必將具有廣闊的應用前景。

參考文獻：

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[5]Rush EM， Ogburn AL， Hall J， Rush D， Lau Y， Dillon AR， Garmon L， Tillson DM， Kay GN. Surgical implantation of a cardiac resynchronization therapy device in a western lowland gorilla（Gorilla gorilla gorilla）with fibrosing cardiomyopathy.J Zoo Wildl Med.2010 Sep，41（3）：395-403.編輯/張燕