應用掌上心電E-U08 記錄大鼠心電圖可行性的研究

王濤 羅鈞 齊雪梅 李新園 竇夢瑤 李世軍

心血管疾病基礎研究中，小動物心電圖的記錄通常是在麻醉狀態下進行記錄，麻醉藥物的毒副作用、麻醉不同程度都可能影響動物心電圖的記錄［1-3］。隨著心電學記錄設備的發展，小型家用心電圖記錄儀發展迅速，廣泛應用于心悸患者出院后自我檢測有無房顫等心律失常的發生［4-6］，其中掌上心電E-U08 心電記錄儀在多個房顫術后記錄患者心電圖有無房顫再發研究中，被證明能夠有效記錄房顫心電圖［7］。應用小型家用便攜式心電記錄儀能否在清醒狀態下記錄小動物心電圖，能避免實驗研究中麻醉藥物對小動物心率的影響。本研究應用掌上心電E-U08 記錄大鼠清醒狀態下應用異丙腎上腺素后心電圖，觀察此種電圖儀實時記錄小動物心血管模型心電圖的可行性。現報告如下。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 本研究實驗獲得大連市中心醫院倫理委員會審核批準，實驗中應用最小數量實驗動物，減少實驗動物實驗過程中的痛苦，應用大連醫科大學動物中心購買清潔級SD 大鼠16 只，雌雄不限，體重200～250 g，隨機分為麻醉組及清醒組，每組8 只。

1.2 心電圖記錄 麻醉組大鼠在正式實驗前給予4%水合氯醛10 mg/kg 進行腹腔注射，清醒組以等量生理鹽水腹腔注射作為對照。應用掌上心電心電圖記錄儀(SnapECG，E-U08，南京熙健)記錄大鼠心電圖，背部皮膚備皮，將電極貼縫線固定于大鼠背部皮膚。見圖1。實驗時與手機相連接，在掌上心電專用APP 上，按照文獻報道的方法記錄心電圖［7］。同時應用心導管用多導生理儀PowerLab 8/35，AD instruments 公司)記錄麻醉下大鼠的心電圖。

圖1 掌上心電記錄儀記錄大鼠心電圖

1.3 異丙腎上腺素注射 麻醉組動物達到理想麻醉狀態30 min 后將清醒組和麻醉組大鼠均按照30 mg/kg 體重的劑量進行腹腔異丙腎上腺素注射，記錄注藥前及注藥后1、3 min 的心率、ST 段變化。

1.4 統計學方法 采用SPSS17.0 統計學軟件對研究數據進行統計分析。計量資料以均數 ± 標準差()表示，采用t 檢驗；計數資料以率(%)表示，采用χ2檢驗。P＜0.05 表示差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 掌上心電E-U08 記錄大鼠清醒狀態下心電圖與多導生理儀記錄大鼠麻醉狀態下心電圖比較 為避免干擾，非同記錄，多導生理儀心率360 bpm，掌上心電圖420 bpm。統一標尺下記錄的掌上心電E-U08 記錄到大鼠清醒狀態下的心電圖與多導生理儀記錄到的大鼠麻醉狀態下的心電圖心率、波形一致性較好。見圖2。

圖2 掌上心電 E-U08 記錄大鼠清醒狀態下與多導生理儀記錄大鼠麻醉狀態下的心電圖

2.2 掌上心電 E-U08 記錄大鼠注射異丙腎上腺素后心電圖變化 大鼠注射異丙腎上腺素后誘發心肌缺血，掌上心電 E-U08 可較為準確記錄到心肌缺血心電圖，表現為ST 段抬高，統一標尺下與多導生理儀記錄的心電圖一致。見圖3。

圖3 注射異丙腎上腺素后3 min 心電圖表現為ST 段抬高

2.3 兩組大鼠注射異丙腎上腺素后心率和ST 段抬高比較 注射前，清醒組大鼠心率(285.0±18.1)次/min與麻醉組的(279.0±20.3)次/min 比較差異無統計學意義(t=0.624，P＞0.05)。注藥后1 min，清醒組大鼠心率(324.0±11.1)次/min高于麻醉組的(308.0±10.5)次/min，差異具有統計學意義(t=2.962，P＜0.05)；清醒組大鼠ST 段抬高(0.210±0.035)mV 與麻醉組的(0.190±0.027)mV 比較差異無統計學意義(t=0.640，P＞0.05)。注藥后3 min，清醒組大鼠心率(327.0±17.5)次/min、ST 段抬高(0.180±0.028)mV 與麻醉組的 (317.0±17.2)次/min、(0.160±0.025)mV 比較差異無統計學意義(t=1.153、1.507，P＞0.05)。見圖4，圖5。

圖4 兩組大鼠注射異丙腎上素后心率比較注：與麻醉組比較，aP＜0.05

圖5 兩組大鼠注射異丙腎上素后ST 段抬高比較

3 討論

陣發性快速性心律失常包括陣發性房顫、持續性室速、室顫，能導致患者心悸乏力，甚至導致黑矇、暈厥、猝死。這些心律失常大部分發作不頻，導致住院時檢出率低，目前植入式心電記錄儀(Implanted Loop recorder，ILR)能夠記錄患者3 年左右心電圖，可用于不明原因心悸和心源性暈厥患者的診斷［8-10］。掌上心電E-U08 心電記錄儀是一款小型便攜心電圖記錄儀，能夠通過手機APP 使用，操作方便，價格低廉，患者可將心悸不適時的心電圖記錄發送給醫生分析，目前已應用房顫射頻消融術后患者心悸癥狀時心電圖的記錄，非常適合應用于短時心率記錄［7］。本研究將該心電記錄儀應用到大鼠清醒狀態下心電圖實時記錄，與多導生理儀記錄到的麻醉狀態下心電圖心率一致，能夠觀察到ST 段抬高等心電圖變化，滿足了記錄心電圖的初步要求。雖然該設備與植入式心電記錄儀在心電圖記錄時間差距較大，但具有成本低的優勢，相較于植入式設備必須回顧式讀取數據，掌上心電可實時記錄。當然現在已有研究通過植入無創生理信號處理遙測系統來記錄豚鼠、新西蘭兔、巴馬豬動物的實時心電圖，這種遙測設備能做到實時記錄，價格較為昂貴，影響大范圍普及［11-13］。

常用的麻醉劑對動物心率均有不同程度的影響［14，15］。Rodrigues 等［16］研究了水合氯醛對雄性Wistar 大鼠的心率具有抑制作用。氨基甲酸乙酯、戊巴比妥鈉對不同品系的大鼠心率均有抑制作用［17］。曾有文獻［1，16］報道此時水合氯醛對心率的影響在20 min 左右到達高峰，30 min 后心率與未麻醉組沒有差別，本研究中選擇理想麻醉狀態30 min 后開始下一步實驗，減少麻醉藥物對心率的即時抑制作用。異丙腎上腺素是一個強β 受體興奮劑，能通過加快心率、增強心肌收縮力等增加心肌耗氧量，造成心臟負荷過重，心肌微循環障礙，冠狀動脈痙攣、心肌梗死樣變化、心肌壞死甚至猝死。這些病理損傷可能與線粒體能量代謝紊亂、凋亡基因的激活、氧化應激等有關［18］。對比清醒和麻醉狀態下應用異丙腎上腺素后心率的差異，說明麻醉時確實對動物心率產生了影響，既往研究中相關機制的探索中可能摻雜了麻醉劑的作用，雖然對相關機制的探究造成了影響可能較小，重復所有的實驗是不現實的，但在運動相關實驗中采用實時記錄實驗動物心電數據，修正以前在動物運動后先麻醉再記錄實驗動物心電數據的做法，能進一步減少麻醉藥物對實驗結果的影響，普通動物實驗進行心電記錄時，提前完成相關處理后，清醒狀態下記錄心電圖，也能避免麻醉藥物應用對心電圖記錄的影響。本研究中麻醉藥物只影響了心率而未影響ST 段改變，說明麻醉藥物對心電學機制的影響，只局限對自主神經相關的影響，這類實驗要尤其注意麻醉藥物的品種，盡量減少麻醉藥物的使用。

掌上心電E-U08 記錄大鼠心電圖時也具有一些缺陷，如電極貼與皮膚貼靠不緊密時心電圖記錄的質量偏差，尤其是動物大幅度活動等情況下，進行跑步實驗、游泳實驗時。縫制到皮膚的電極，通過導線連接手機，也會干擾動物活動，使用時間短，一次記錄的最長時間為5 min，將來可通過應用動物專用電極貼，藍牙發送心電信號，研制出專門應用動物清醒狀態下實時記錄心電圖的心電記錄儀，能夠一定程度上緩解上述問題。

綜上所述，掌上心電E-U08 可應用于大鼠清醒時心率的實時記錄。