超聲心動圖新技術評估右美托咪定對犬心肌功能的影響

劉文君,謝富強,葉曉敏

(1.中國農業大學動物醫學院,北京 海淀 100193;2.河南牧業經濟學院 ,河南 鄭州 450046)

右美托咪定(Dexmedetomidine,Dex)是一種α2-腎上腺素受體激動劑,因其鎮靜效果較好,對動物呼吸影響小,使用相對安全,已廣泛運用于獸醫臨床鎮靜和輔助麻醉[1]。但是大量研究表明,右美托咪定不適用于罹患心臟疾病的犬和老年犬,因其會導致心率降低,血壓短暫性升高,對心血管有較顯著影響。也有一些研究表明,右美托咪定在手術中可以降低心肌缺血面積和心肌梗死的發生率,具有心肌保護作用。

本試驗旨在運用超聲心動圖新技術,評估右美托咪定對心肌功能的影響,探討不同劑量右美托咪定導致心臟各項指標的變化。為臨床安全應用右美托咪定提供更全面的心臟相關數據,同時為臨床應用超聲心動圖新技術評估心臟與心肌功能進行技術探討。

1　試驗材料

1.1試驗動物 本試驗采用9只小型成年雜種犬,平均年齡3 歲(2～5歲),平均體重7.2 kg(6～8.8 kg),購自北京沙河通利試驗動物養殖場。試驗犬經血常規、血液生化、心電圖和心臟超聲檢查后確定健康且無心臟疾病。

1.2試驗器材 通用電氣公司彩色多普勒超聲心動圖診斷儀GE VIVID S6;通用電氣公司相控陣探頭S6。

1.3試驗藥品 右美托咪定注射液(500 μg/mL),芬蘭Orion制藥廠Espoo生產廠(2011),外獸藥證字45號。

2　試驗方法

2.1試驗分組 按照所用藥物的劑量將動物分為4組,每組使用相同9只犬,循環使用,每組試驗間隔2周。D 0組為不給右美托咪定(Dexmedetomidine,Dex)的空白對照組,D 1組靜脈推注5 μg/kg·bw Dex注射液,D 2組靜脈推注10 μg/kg·bw Dex注射液,D 3組靜脈推注20 μg/kg·bw Dex注射液。每組在給藥后5分鐘時開始進行超聲心動圖掃查,測量常規超聲心動圖指標與心肌功能指標,并記錄相關測量數據。

2.2超聲心動圖檢查方法

2.2.1常規超聲心動圖評價 使用聽診器記錄犬心率后,按照心臟超聲檢查規則進行標準操作,在B模式下觀察心臟結構,于M型模式下在右側胸骨旁長軸五腔切面測得左心室內徑和室壁厚度,后由機器自動計算出縮短分數(FS)、射血分數(EF);手動測量二尖瓣環尖端到室間隔距離(EPSS)。在脈沖多普勒模式下于左側心尖四腔切面測得二尖瓣(E、A)、肺動脈瓣(VP)和主動脈瓣(VAO)瓣口血流速度。在彩色血流多普勒模式下,觀察各個瓣口血流情況。在B模式下使用辛普森雙平面測量法測得左心室收縮期容積(LVESV)和舒張期容積(LVEDV)。

2.2.2定量組織速度成像法評價 在B模式下掃出左室心尖四腔切面、左室心尖五腔切面和左室心尖三腔切面,之后進入彩色組織多普勒模式,調節幀頻至100幀以上,采集5個心動周期圖像;將圖像儲存于內存卡中,再轉入工作站,進入數據分析模式,即可出現曲線圖;將取樣點分別放置于各切面左心室壁的二尖瓣環處[2],測量收縮期峰值速度(Sm,cm/s)、舒張早期期峰值速度(Em,cm/s),舒張晚期期峰值速度(Am,cm/s),最后求得二尖瓣環處室壁速度均值。

2.2.4組織同步成像評價 在B模式下獲得的基本切面及操作同2.2.2。激活TSI鍵,進入數據分析模式,即可出現曲線圖。根據 Beckman18節段法先對左室壁進行劃分,取前間隔、后間隔、側壁、下壁、前壁和后壁的基底段和中間段共12個節段進行定量分析。將取樣點置于相應節段后,則出現位移曲線,測量從心電圖Q波起點至心肌收縮Sm波頂點時間Ts,以及從Q波起點到心肌舒張Em波頂點時間Te[3],并儲存相應的曲線圖。得到所有節段的Ts和Te值后,再將各個節段的Ts和Te值進行對比。

2.2.5斑點追蹤成像評價 選取左室心尖四腔切面、左室心尖五腔切面和左室心尖三腔切面;在二維圖像顯示清晰時,調節幀頻在40～70幀之間,每個切面采集5個心動周期圖像;將圖像儲存于內存卡中,再轉入工作站,于測量包中選中AFI功能,先在左側心尖五腔切面動態圖上手動勾勒左心室心內膜,自動或手動確定主動脈瓣關閉時間,之后再分別在心尖四腔切面和兩腔切面上勾勒左心室心內膜,要求所有節段均顯示追蹤成功,之后由機器自動測得十八個節段的縱向應變峰值(GLPS)并顯示牛眼圖。

2.3統計與分析 使用SPSS 22統計學軟件進行分析,所有測量值用平均數±標準差表示,采用ANOVA單因素方差分析進行數據分析,再進行平均數的多重比較分析組間差異性,P＜0.05時差異顯著。

3　試驗結果

3.1常規超聲心動圖檢測右美托咪定對心臟功能的影響 由表1可見,給藥前與給藥后犬的心率變化極其顯著,但隨著給藥劑量增大并不會進一步引起心率降低。EF、FS和EPSS值在D0組與D1、D2、D3組之間均有顯著差異(P＜0.05),組間比較差異也顯著,并且有一定的劑量相關性。D0組與D1、D2、D3組之間A、E/A、Vp和VAO均有顯著性差異(P＜0.05),給藥后A、Vp和VAO降低,E/A升高,但不具有劑量相關性,而E值在D0、D1、D2、D3組之間差異不顯著,說明Dex對該指標沒有顯著影響。給藥后左心室舒張末期容積顯著增加,但不隨給藥劑量增大而發生顯著變化。Tei指數增加,預示著心臟整體功能的下降,也不具有明顯的劑量相關性(見表1)。另外,D1、D2、D3組實驗犬給藥后二尖瓣瓣口處均出現了明顯返流,并且隨著劑量加大,返流更為明顯;D2中有7只犬出現了肺動脈瓣瓣口返流,D3中有8只犬出現了肺動脈瓣瓣口返流;4組中均未見主動脈瓣瓣口返流和三尖瓣瓣口返流。

表1　D0、D1、D2和D3組常規超聲心動圖參數的比較

3.2右美托咪定對心肌運動速度和位移的影響組織多普勒成像指標顯示,Sm值D0組與D1、D2、D3組之間有顯著差異,并且D1、D2與D3組之間差異也顯著,隨著Dex劑量增大,Sm值下降明顯;Em和E/Em值各組之間差異不顯著,P＞0.05。說明心肌收縮期運動速度降低,且與給藥劑量呈正相關(見表2,中插彩版圖1)。組織追蹤成像指標顯示,位移峰值D0組與D1、D2、D3組差異顯著,P＜0.05,D1組與D2組之間也有顯著性差異,而D2和D3組之間差異不顯著,說明該指標存在一定的劑量相關性(見表2)。

表2　D0、D1、D2和D3組心肌運動速度和位移峰值數據比較

3.3右美托咪定對左室心肌十二節段同步性的影響 組織同步成像指標測得心肌十二節段中各節段的Ts和Te值之后,再使用EXCEL計算出Ts-SD、Te-SD、Tsmax-min和 Temax-min等值,進行數據分析。結果表明,D0、D1、D2、D3組之間的Ts-SD、Te-SD、Tsmax-min和 Temax-min指標并沒有顯著差異(P＞0.05),說明給藥前和給藥后室壁之間的同步性沒有明顯變化。而TSI曲線也顯示各組不同節段所得到的曲線基本重疊,沒有出現較大差異(見表3)。

表3　D0、D1、D2、D3 組心肌12 節段的 Ts-SD、Te-SD、Tsmax-min和 Temax-min指標數據比較

3.4右美托咪定對左室心肌十八節段應變值的影響

斑點追蹤成像技術所得牛眼圖顯示,隨Dex劑量增大,多個心肌節段收縮期應變峰值下降(見中插彩版圖2)。另外對各個節段的應變峰值進行分析發現-D1、D2、D3組的左室心尖四腔切面各節段應變峰值(GLPS-A4C)、左室心尖兩腔切面各節段應變峰值(GLPS-A2C)、左室心尖三腔觀各節段應變峰值(GLPS-LAX)、左室十八節段平均應變峰值(GLPSAvg)均顯著低于D0組,差異有統計學意義(P＜0.05)。 D1、D2、D3 組之間的 GLPS-A4C、GLPS-A2C、GLPS-LAX和GLPS-Avg值均有顯著差異,表明隨著右美托咪定劑量增大,這些指標數值降低。

4　討論

4.1常規超聲心動圖指標變化 給予Dex后5 min心率明顯下降,所有犬都出現了心動過緩,前期是因為Dex引起血管收縮,使得血壓短暫性升高,從而激活動脈壓感受器,引起心動過緩。后期則因為血壓降低而導致心率減慢,但隨著劑量升高,心率等不再有顯著變化,這與之前對美托咪定的研究結果一致[4]。FS和EF值在給藥后顯著降低,表明左心室收縮功能下降,EPSS值的升高也與收縮功能下降有關,同時也再次證明了左心室發生擴張。

E值變化不大,但A值明顯降低,從而導致E/A值顯著升高,預示心臟舒張功能降低。另外E/A比值也受心率和傳導異常影響,并且二尖瓣口返流的嚴重程度也會影響該值的準確性[5-6],故需要同時結合組織多普勒及其他指標對心臟輸出功能進行評判[7]。主動脈與肺動脈血流速度降低可能與心動過緩有關,并且血壓在給藥后下降也是導致主動脈流速降低的原因之一,收縮功能下降也會導致主動脈流速降低。給藥后Tei指數顯著升高,整體反映了心臟功能下降,在Dex劑量為5 μg/kg體重時達到最大值,進一步增加劑量,心功能沒有明顯改變。

所有犬都在給藥后出現明顯的二尖瓣返流,可能是因為心臟前負荷和舒張期容積增加所致,而且由于心率降低,血液過度積累從而增加了心室容積,使得兩個瓣膜之間的間隙加大,更容易出現返流現象。本試驗觀察到D3組、D2組和D1組之間二尖瓣返流面積存在明顯差異,劑量越大返流越嚴重,這與其他研究結果一致[8]。

4.2心肌運動速度和位移參數變化 二尖瓣環處心肌運動速度反映的是左室長軸運動情況,正常情況下犬二尖瓣環處心肌運動速度最高且為正值,這也是左心室收縮與舒張功能的一個重要的評估指標[9]。Sm值是左心室收縮功能損傷的敏感指標,即使有時EF值正常,Sm值也能預測出心臟收縮功能存在的問題[10],一般采用三個切面六個二尖瓣環處所得的平均值為Sm最準確的結果,本試驗也采用了相同的采集方法。在使用Dex后,Sm值明顯降低,D0組與 D1、D2、D3 組差異顯著,而 D1、D2、D3組之間差異無統計學意義,說明Dex可能導致心臟收縮功能減弱,但無劑量依賴性,這與前面所測的EF值和FS值的結果一致。

Em降低是提示舒張功能障礙的最早期標志,并且在舒張功能不全的所有階段都有所表現,不會出現假性正常的現象。Nagueh等人的研究表明,Em受前負荷的影響較小,前負荷增加時,E值平均升高70%而Em值只升高13%[11]。本試驗中,Em和E/Em各組之間數據差異不顯著,說明心肌舒張功能基本正常,Dex對舒張功能的影響較小。

4.3左室心肌十二節段同步性指標變化 組織同步成像技術(Tissue synchronization imaging,TSI)是繼TDI之后發展出來的測量心室壁同步性的新工具,敏感性較高。本試驗中,給藥前和給藥后Ts-SD、Te-SD、Ts max-min 和Te max-min等指標并沒有出現明顯變化,說明Dex不會引起心肌節段同步性的改變。

4.4左室心肌18節段應變值的變化 收縮期應變峰值體現的是心肌的變形能力,由試驗結果可知,給藥后大多數心肌節段收縮期應變峰值下降,并隨著劑量增加而下降明顯,但并沒有出現反向運動或停止運動的情況。前間隔壁受藥物影響最小,收縮期應變峰值幾乎沒有變化。正常情況下左室各室壁的收縮期縱向峰值應變存在一定規律,即心尖段＞中間段＞基底段,給藥后該規律并未消失。左室各切面總應變值也出現了下降,并與右美托咪定給藥劑量呈現較高的相關性,因此不能排除右美托咪定對心肌造成損傷的可能性。由此說明Dex對心肌收縮功能有一定影響,且與劑量有關。

參考文獻: