定量組織速度成像對家兔肺動脈栓塞模型的動態觀察

劉燕萍, 端學軍 , 盧愛霞 , 張　磊

(1，深圳市羅湖區人民醫院超聲科,深圳，廣東　518001；2，深圳市中醫院超聲科，深圳，廣東　518033)

定量組織速度成像對家兔肺動脈栓塞模型的動態觀察

劉燕萍1, 端學軍2, 盧愛霞1, 張磊1

(1，深圳市羅湖區人民醫院超聲科,深圳，廣東518001；2，深圳市中醫院超聲科，深圳，廣東518033)

【摘要】目的評價定量組織速度成像技術對檢測家兔肺動脈栓塞模型右室功能的應用價值。方法家兔22只，經耳緣靜脈注入栓子制成急性肺動脈栓塞模型。分別于造模前、造模后即刻、造模后1周及3周觀察家兔右心室動態變化情況。存儲心尖四腔心切面定量組織速度成像(QTVI)圖像并進行脫機分析。結果造模后即刻，右室游離壁基底段，中間段的收縮期峰值速度(VP)均較造模前明顯減低，達峰時間(TVp)延長，三尖瓣口舒張早期峰值血流速度/舒張晚期峰值血流速度(Ve/Va)大于1。差別具有顯著性意義(P<0.05)。造模后1周，右室游離壁基底段，中間段的收縮期峰值速度(VP)均較造模前減低，達峰時間(TVp)延長，較造模后即刻組差別無顯著性意義，但Ve/Va小于1。造模后3周，右室游離壁基底段，中間段的收縮期峰值速度(VP)較造模前仍減低， Ve/Va比值小于1。較造模后1周組差別具有顯著性意義(P<0.05)。組內比較收縮期峰值速度，右室游離壁基底段均較中間段增大，差別具有顯著性意義。但收縮期達峰時間，兩者差別無顯著性意義。結論定量組織速度成像能夠直觀反映家兔右室舒張及收縮功能狀況,是評價動物肺動脈栓塞模型右室功能的重要手段。

【關鍵詞】定量組織速度成像；肺動脈栓塞；收縮期峰值速度；模型；右室功能

心功能的評價對于心臟病患者的治療、隨訪、轉歸及預后都具有十分重大的意義。過去人們往往只關注左心室作為“血泵”功能的重要性，而對于右心室在循環系統中作為“容量泵”的作用認識不足。近年來研究發現右心室“容量泵”的作用正常與否能直接影響整個循環系統的功能，右心室功能的研究才日益受到重視。但右心室在解剖學和形態學上的獨特性，使得檢測相對困難，故對右心室功能及形態的研究并不深入[1]。定量組織速度成像技術[2]是一項基于多普勒頻移原理定量評價心肌功能的技術，它克服了傳統超聲的不足，直觀的定量檢測心肌運動的速度，方向及心室功能。本研究意在探討利用定量組織速度成像技術評價肺動脈栓塞模型右心系統舒縮功能改變的可行性及應用價值。

1材料和方法

1.1實驗動物及實驗環境

家兔22只，動物生產合格證號：SCXK(閩)2008-0002，體重(2.2±0.3)kg，同一批次，雌雄不限。于福建醫科大學實驗動物中心喂養，使用合格證號：SYXK(閩)2012-0003。

1.2儀器與試劑

Vivid 7數字式高楨超聲顯像儀(該機具有組織多普勒、應變、應變率顯像方式和圖像分析與后處理定量分析軟件)，購自美國GE 公司；MAGE PRO 4.0顯微鏡結合計算機顯微圖像分析系統，購自日本Olympus 公司；明膠海綿，規格6 cm × 2 cm × 0.5 cm，購自金陵藥業股份有限公司，南京金陵制藥廠。

1.3動物實驗

家兔22只，經耳緣靜脈注入明膠海綿栓子(10×1×1)mm制成急性肺動脈栓塞模型。于造模后即刻及造模后第1、第3周周末觀察模型右心室變化情況。二維圖像上常規測量右室舒張末期內徑，肺動脈主干內徑，肺動脈峰壓差，肺動脈最大血流速度，并計算三尖瓣口舒張早期峰值血流速度與舒張晚期峰值血流速度(Ve/Va)的比值等結果。多普勒圖像上應用定量組織速度成像分析軟件分析心尖四腔心切面右室游離壁基底段(三尖瓣環連接處)及中間段的組織速度曲線。測量收縮期峰值速度，收縮期達峰時間、Tei指數。計算3個心動周期的參數的平均值，本試驗采用的超聲圖像參數為：Vivid 7超聲儀，探頭頻率10 MHz，深度3.5 cm，幀頻>100/s。

1.4統計學方法

2結果

2.1二維超聲測量結果

右室舒張末期內徑，肺動脈主干內徑，肺動脈峰壓差，肺動脈最大血流速度造模前各家兔之間的差異無統計學意義，造模后即刻較造模前明顯增大，三尖瓣口血流E/A峰比值均大于1。造模后1周較造模前明顯增大，三尖瓣口Ve/Va<1。造模后即刻與造模后1周右室舒張末期內徑，肺動脈主干內徑，肺動脈峰壓差，肺動脈最大血流速度之間的差異具有顯著性意義，造模后1周各項值均較造模后即刻要小，更接近造模前的數據. 造模后3周右室舒張末期內徑，肺動脈主干內徑與造模前未見顯著性差異，但肺動脈峰壓差，肺動脈最大血流速度較造模前低，與造模后1周之間無顯著性差異，三尖瓣口Ve/Va仍<1，見表1。

2.2定量組織速度成像測量結果

家兔造模后即刻基底段及中間段VP均較造模前下降(P<0.05)，TVp明顯延長(P<0.05)，但三尖瓣Ve/Va>1。造模后第1周末，基底段及中間段的VP較造模前下降(P<0.05)，TVp延長(P<0.05)，但較造模后即刻數值回升(P<0.05)，第1周末三尖瓣Ve/Va <1,造模后第3周末，基底段及中間段的VP較造模前輕度下降(P<0.05)，TVp輕度延長(P<0.05), 較造模后即刻及造模后1周數值升高，但第3周末三尖瓣Ve/Va<1。造模后Tei指數均較造模前增高，造模后即刻Tei指數較造模前增高最多，造模后1周及造模后3周Tei指數輕度下降，接近造模前，見表2，圖1。

表1　造模前后各個階段右室舒張末期內徑，肺動脈主干寬度，肺動脈峰壓差，

造模后即刻，造模后1周，造模后3周與造模前比較，＊P<0.05，造模后1周與造模后即刻比較，#P<0.05

Note. To compare the changes immediately, 1 week, and 3 weeks after the model sestablishment with that before modeling,＊P<0.05. To compare the changes immediately and 1 week after the model establishment,#P<0.05.

表2　造模前后各個階段右室游離壁基底段及中間段組織速度成像改變±s)

造模后即刻，造模后1周，造模后3周與造模前比較，＊P<0.05

Note. To compare the changes immediately, 1 week, and 3 weeks after the model establishment with that before modeling,＊P<0.05

圖1　造模前后各階段右室組織速度成像變化Fig.1　Changes in the quantitative tissue velocity imaging of right ventricle before and after the model establishment

2.3大體標本及病理結果

實驗結束當日處死家兔5只(其中兩只造模后5 min內死亡)，大體標本顯示：兔肺腫脹，表面呈深紅色，以肺膈葉腫脹明顯(圖2，B)。病理顯示肺泡充血，滲出，壞死不明顯，肺泡間隔少量炎性細胞浸潤(圖3，B)。實驗第1周末處死家兔6只，大體標本顯示：兔肺體積腫大或縮小，表面呈蒼白色、暗紅色、黑色，或者蒼白區內夾雜點狀黑色壞死，栓塞部位均為兩肺膈葉，以右肺膈葉壞死更明顯(圖2,C)。病理顯示局部肺組織片狀壞死，淤血，炎性細胞浸潤，小血管及纖維組織增生，肺泡含氣減少(圖3,C)。實驗第3周末處死全部家兔，共11只，大體標本顯示：兔肺普遍縮小，程度不一。肺表面呈蒼白色，少許暗紅色，或者其間夾雜有少量黑色壞死區，栓塞部位多為肺膈葉，右側稍多于左側(圖2,D)。病理顯示局部肺組織壞死，淤血，炎性細胞浸潤，可見肺組織機化，肺泡含氣進一步減少(圖3,D)。圖2,A及圖3,A是造模前正常家兔的大體標本及病理結果(圖2,3見彩插3)。

3討論

右室舒張末期內徑，肺動脈主干內徑在造模后3周與造模前無顯著性差異，但肺動脈峰壓差，肺動脈最大血流速度較造模前低，與造模后1周之間差異無顯著性，三尖瓣口Ve/Va <1。說明造模后3周時已不能僅用二維圖像完成對肺動脈栓塞的動態觀察。研究表明右室收縮期速度參數與年齡無顯著相關，所以一旦出現收縮期峰值速度下降，達峰時間延遲即可提示右室收縮功能減退[3]。右室達峰時間的延遲在一定程度上說明右室心肌收縮活動存在延遲現象。從造模后1周及3周QTVI結果可見，三尖瓣Ve/Va<1，TVp，VP仍小于栓塞前，說明造模3周后仍殘留有收縮及舒張功能的減退，這一點通過觀察二維圖像是檢測不到的。本實驗造模后即刻Tei指數較造模前增高最多，造模后1周及造模后3周Tei指數輕度下降，接近造模前，說明家兔心功能在造模后的整個過程中出現好轉，但仍低于造模前。二維圖像的改變在肺動脈栓塞急性期可能更加直觀，但在肺動脈栓塞的進展期及慢性期組織速度成像的結果會更加的真實。

謝明星等[4]指出右室游離壁心肌的峰值運動速度沿心室壁長軸運動方向存在速度階差，基底段速度最高，中間次之，心尖最慢，與本試驗研究結果吻合。收縮期峰值速度在肺動脈造模前、后基底段均大于中間段。說明右室游離壁基底段在右室收縮及舒張過程中發揮的作用最大[5-7]。造模后即刻右室基底段及中間段VP減低，TVp延長，但三尖瓣Ve/Va>1。考慮急性肺動脈栓塞后右室容量負荷顯著增大，做功增多，通過Frank-Starling機制增加心輸出量來緩解容量負荷的突然增多。但是這種代償機制是以心臟的收縮或舒張功能受損為代價的，在定量組織速度曲線圖上表現為TVp的延長，VP減低， 三尖瓣Ve/Va>1。說明此時舒張功能并未出現明顯的減退。但造模后1周， 3周三尖瓣Ve/Va<1，說明可能在急性肺動脈栓塞過程中收縮功能的改變是早于舒張功能的改變的。

Tei指數是1995年由Tei C等提出的一個綜合性評價心功能的指標，因為很多心功能的評價指標都是單一性的收縮或舒張功能指標，但當出現收縮及舒張功能同時異常時，綜合性的Tei指數表現更加合理[8]，目前Tei指數已被大多數學者廣泛運用。

QTVI為研究肺動脈栓塞后右心功能的發展，變化提供了重要的依據。可以用于監測和評價肺動脈栓塞后融栓治療的效果，所以臨床應用前景廣闊。

參考文獻：

[1]田莊, 方理剛, 方全, 等. 超聲心動圖評價右心室功能的價值 [J]. 心血管病學進展, 2007, 28(3): 412-415.

[2]孟祥春, 孫錕, 張玉奇, 等. 組織速度顯像技術定量估測先天性心臟病右心室容量負荷過重時右心室功能 [J]. 醫學影像學雜志, 2004, 15(12): 991-994.

[3]Weidemann F, Eyskens B, Jamal F, et al. Quantification of regional left and right ventricular radial and longitudinal function in healthy children using ultrasound-based strain rate and strain imaging [J]．Am Soc Echocardiogr, 2002, 15(1): 20-28．

[4]謝明星, 王靜, 王新房, 等. 定量組織速度成像技術評價正常成人右心室局域心肌功能 [J]. 中華超聲影像學雜志, 2006, 15(3): 168-170.

[5]孫娟, 王志斌. 組織多普勒成像評價ASD封堵術后右心室長軸收縮功能的變化 [J]. 浙江醫學, 2007, 29(8): 792-794.

[6]Pellerin D, Sharma R, Elliott P, et al.Tissue Doppler, strain and strain rate echocardiography for the assessment of left and right systolic ventricular function [J]．Heart, 2003, 89: 9-17.

[7]張捷. 實時三維超聲心動圖結合心導管技術評價房間隔缺損封堵治療前后右心功能的研究 [D]. 福建醫科大學, 2012.

[8]趙利輝, 黃燦亮, 周貴明, 等. 組織多普勒Tei指數評價肺動脈高壓患者右心室功能 [J]. 中國醫學影像學雜志. 2010, 18(4): 318-321.

〔修回日期〕2015-07-09

研究報告

Dynamic survey of the rabbit models of pulmonary artery embolism by

quantitative tissue velocity imaging

LIU Yan-ping1，DUAN Xue-jun2，LU Ai-xia1，ZHANG Lei1

(1. Luohu District People’s Hospital，Shenzhen 518001, China;

2. Shenzhen Traditional Chinese Medicine Hospital, Shenzhen 518033)

【Abstract】ObjectiveTo evaluate the diagnostic value ofquantitative tissue velocity imaging (QTVI) in the detection of right ventricle function in a rabbit model of pulmonary artery embolism. Methods Twenty-two healthy adult rabbits were used in this study. The animal models of acute pulmonary embolism were created by injecting gelatin sponge into the ear vein of rabbits. The changes of right ventricle function were dynamically observed at immediately, 1 week, and 3 weeks after the establishment of acute pulmonary embolims models. QTVI images of the 4-chamber view at cardiac apex were recorded and analyzed by off-line analysis. ResultsThe VPwas significantly reduced immediately after the models were built compared with the data before modeling in both the basal and middle segments, the TQ-Swas prolonged, and Ve/Va>1 (P<0.05). The VPat1 week after modeling was not significantly decreased than the data before modeling in both the basal and middle segments, and the TQ-S was prolonged, but the Ve/Va ratio was <1 (P<0.05). At 3 weeks after modeling, the VPwas decreased compared with the data before modeling, and the Ve/Va ratio was <1 (P<0.05). The intra-group comparison showed that the VPof the basal segment of right ventricle free wall was enhanced than that of the middle segment (P<0.05), butTQ-S was not obviously prolonged in both the two segments. ConclusionsQuantitative tissue velocity imaging can reflect the contraction and relaxation of right ventricle in rabbits precisely. It is a good method to evaluate the function of right ventricle in animal models of pulmonary artery embolism.

【Key words】Quantitative tissue velocity imaging; Pulmonary artery embolism; Systolic peak velocity; Right ventricle function; Rabbit models

doi:10.3969.j.issn.1671.7856. 2015.008.009

【中圖分類號】R-33

【文獻標識碼】A

【文章編號】1671-7856(2015) 08-0044-04

[通訊作者]劉燕萍(1982-)，女，研究方向：心臟彩超。E-mail: 157176831@qq.com。