左心室內(nèi)膜起搏對犬失同步化缺血性心力衰竭心電生理的影響

杜 蕊，丁立剛，鄭川艷，劉玉珠

(1.唐山工人醫(yī)院心內(nèi)一科，河北唐山 063000；2.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外心血管病醫(yī)院心內(nèi)科，北京 100037)

·論著· doi:10.3969/j.issn.1671-8348.2017.25.002

左心室內(nèi)膜起搏對犬失同步化缺血性心力衰竭心電生理的影響

杜 蕊1，丁立剛2，鄭川艷1，劉玉珠1

(1.唐山工人醫(yī)院心內(nèi)一科，河北唐山 063000；2.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外心血管病醫(yī)院心內(nèi)科，北京 100037)

目的研究失同步化缺血性心力衰竭在左心室內(nèi)膜起搏下心電生理的變化。方法應(yīng)用左束支射頻消融術(shù)和冠狀動脈前降支結(jié)扎術(shù)建立18只健康犬缺血性心力衰竭模型。使用隨機數(shù)字表法對18只健康犬進行分組，每組各9只。實驗組行左心室內(nèi)膜心臟再同步化治療(CRT)，對照組行假手術(shù)，術(shù)后6周檢查心電圖、超聲心動圖。結(jié)果實驗組左室射血分數(shù)明顯高于對照組(38.32±6.08vs.30.62±8.96)，失同步化指數(shù)顯著低于對照組(35.99±5.25vs.78.21±7.02)，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(均P<0.05)。實驗組QRS(60.58±7.43vs.68.33±8.01)、QTc(347.09±17.33vs.367.81±22.02)均顯著短于對照組(均P<0.05)；且Tp-e(37.03±9.07vs.45.76±7.11)、ARI(162.33±22.06vs.187.21±23.87)均明顯少于對照組(均P<0.05)。結(jié)論左心室內(nèi)膜起搏可以產(chǎn)生較好的電生理效應(yīng)，達到有效的心臟再同步治療目的。

心力衰竭；心臟再同步化治療；左心室內(nèi)膜起搏

心力衰竭是心血管疾病中最常見、危害最大的疾病，心臟移植是治療晚期心力衰竭的重要手段，但供體排斥、來源缺乏限制了其應(yīng)用，心肌成形術(shù)的長期效應(yīng)有待進一步改善，心臟再同步化治療(cardiac resynchronization therapy,CRT)是目前改善心力衰竭患者心功能、提高活動耐力的重要手段[1]。常規(guī)CRT是將左心室導(dǎo)線經(jīng)冠狀靜脈竇(coronary sinus，CS)置入左心室外膜靜脈分支，從心外膜起搏左心室。但是，從臨床報道來看，5%～10%的患者因為靜脈解剖結(jié)構(gòu)的差異或膈神經(jīng)刺激等原因無法進行CRT，且20%～30%的患者對CRT無應(yīng)答[2]。正常情況下，左心室激動由內(nèi)膜向外膜擴散，因此左心室內(nèi)膜起搏更符合生理特征。鑒于此，本研究以犬為研究對象，檢測左心室內(nèi)膜起搏對犬的心室肌電生理的影響，為實際應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1犬缺血性心力衰竭模型制作 本研究獲得中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外心血管病醫(yī)院實驗動物倫理委員會批準，共購買成年犬22只，實驗組1只在造模2周時死亡，對照組1只在術(shù)后1周時死亡；實驗組在起搏3周時1只犬死亡，對照組在術(shù)后4周時1只犬死亡。共18只犬建模成功，體質(zhì)量15～20 kg，在動物房(溫度20～25 ℃，濕度55%～65%)常規(guī)飲食、飲水，飼養(yǎng)14 d，使之適應(yīng)環(huán)境后開始實驗。采用隨機數(shù)字表法將動物分為兩組，各9只。實驗動物應(yīng)用3%戊巴比妥鈉(Sigma公司)30 mg/kg麻醉，X射線透視下將射頻消融導(dǎo)管送入左心室，在右心室心尖部將起搏/感知導(dǎo)管置入其中。在室間隔基底部記錄左束支電位并消融，當心電圖QRS波時限延長至100 ms以上即完成左束支傳導(dǎo)阻滯。術(shù)后1周確定QRS波時限未恢復(fù)，對冠狀動脈前降支中段進行結(jié)扎，通過超聲心動圖動態(tài)監(jiān)測確定左心室功能不全階段，當左心室射血分數(shù)小于或等于45%即為失同步化缺血性心力衰竭。這一過程基本在4周時完成。

1.2缺血性心力衰竭犬左心室心內(nèi)膜起搏 實驗組的9只失同步化缺血性心力衰竭犬術(shù)前12 h禁食、禁飲，給予3%戊巴比妥鈉30 mg/kg麻醉，必要時靜脈適量補充，仰臥于手術(shù)床上并固定，監(jiān)測其心電活動，麻醉狀態(tài)下心率為每分鐘140～150次，在喉鏡下行氣管插管，使用呼吸機(8200型)進行輔助呼吸，頻率為每分鐘20次，潮氣量20 mL/kg，吸入氧氣分數(shù)0.5，呼氣末正壓5 cm H2O。常規(guī)消毒鋪巾，穿刺左側(cè)鎖骨下靜脈成功后，將十極標測電極送至CS，沿十極標測電極送入長鞘，然后對CS造影，送左心室電極至左心室后側(cè)支。閾值測試滿意而且無膈肌刺激，固定左心室電極導(dǎo)線。然后從左鎖骨下靜脈分別將右心室除顫導(dǎo)線、右心房導(dǎo)線送入，連接脈沖發(fā)生器相應(yīng)孔并放置在預(yù)制的囊袋中固定，以比基礎(chǔ)心率每分鐘快20次的頻率起搏心臟，之后以0.1 mA逐次遞減輸出量，保證心室完全起搏的最小輸出量即為起搏閾值，將輸出量設(shè)置為2倍的起搏閾值，起搏脈寬為2 ms，起搏周長300 ms。確認囊袋無出血，使用慶大霉素32萬U沖洗囊袋。隨后進行逐層縫合，用乙醇消毒，無菌紗布覆蓋，包扎后送回動物房，待其自然蘇醒。術(shù)后1周內(nèi)使用青霉素320萬U，每天2次抗感染。每日觀察犬的進食、飲水情況及起搏器植入部位是否有皮膚潰破、滲血、血腫等發(fā)生。對照組9只造模成功的失同步化缺血性心力衰竭犬進行假手術(shù)。實驗組連續(xù)起搏6周后，對兩組進行心電圖、超聲心動圖的檢測。

1.3超聲心動圖檢測 采用經(jīng)胸超聲心動圖和組織多普勒檢查左心室收縮末期容積(LVESV)、左心室舒張末期容積(LVEDV)、左心室射血分數(shù)(LVEF)、失同步化指數(shù)(DI)。

1.4心電生理監(jiān)測 通過左側(cè)頸動脈植入左心室籃狀電極導(dǎo)線，記錄籃狀電極導(dǎo)線的激動恢復(fù)間期(activation recovery interval，ARI)，通過體表12導(dǎo)聯(lián)心電圖記錄300 ms周長起搏的QRS波寬度、T波峰點、T波下降支最大斜率切線與等電位線交點(Tp-e)間期、QT間期。Q波起點即為每個電極的去極化時間。單極心電圖開始激動時間點為QRS波最快下降斜率，恢復(fù)時間點為T波的最快上升斜率，兩點間距為ARI。ARI表示的是電位復(fù)極過程，可作為心室不應(yīng)期的評估，因此心室內(nèi)膜不應(yīng)期離散度的測定是在ARI的基礎(chǔ)上進行，測定所有電極的ARI值的標準差，得到絕對不應(yīng)期離散度。測定每個導(dǎo)聯(lián)Tp-e，T波峰點即為T波最高幅度點，T波終末即為T波遠側(cè)支最陡處的切線與等電位線的交點?？绫趶?fù)極離散度(TDR)=心外膜下心肌復(fù)極時間-中層心肌復(fù)極時間。

2 結(jié) 果

2.1起搏參數(shù)比較 兩組起搏閾值、阻抗、R波振幅比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(均P>0.05)，見表1。

2.2超聲心動圖監(jiān)測情況 兩組在4周后成功完成缺血性心力衰竭的造模，在經(jīng)過6周的左心室內(nèi)膜起搏后實驗組LVEF明顯高于對照組，室間隔和側(cè)壁的收縮失同步化明顯低于對照組(均P<0.05)。兩組LVESV、LVEDV差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，見表2。

表1 兩組起搏閾值、阻抗、R波振幅比較

表2 連續(xù)起搏6周后兩組超聲心動圖參數(shù)對比

2.3心電生理參數(shù)情況 實驗組的QRS、QTc均顯著短于對照組(均P<0.05)；實驗組Tp-e、ARI均明顯小于對照組(均P<0.05)，見表3。

表3 兩組心電圖參數(shù)對比

3 討 論

心力衰竭患者通過安裝起搏器，可以協(xié)調(diào)心房、心室收縮，使得心室的早期舒張和晚期舒張在時相上更加合理，在左右心室收縮不同步時，同時雙室起搏可以減輕其內(nèi)部收縮的不同步，從而改善整個左心室的收縮功能。有研究顯示，單純的左心室起搏會使患者心電圖QRS波的寬度縮短10～30 ms，心室復(fù)極跨壁離散會減少，從而降低發(fā)生惡性室性心律失常的風(fēng)險[3]。同時，心臟收縮末期容積會有所減少，心搏出量會增加，肺毛細血管楔壓會下降，二尖瓣反流現(xiàn)象也會有所減輕[4]。多項大型CRT試驗證實，通過此項手術(shù)可以明顯提高患者運動耐量，緩解癥狀，改善生活質(zhì)量，降低病死率[5]。目前，常規(guī)的CRT是通過冠狀靜脈竇將左心室導(dǎo)線置入左心室外膜靜脈分支，即心外膜起搏。但是，受靶靜脈缺如、CS開口畸形、血管迂曲嚴重等結(jié)構(gòu)差異的影響，部分患者發(fā)生CRT無應(yīng)答。對于CRT失敗或術(shù)后無應(yīng)答者，國內(nèi)外學(xué)者嘗試多種方法進行左心室內(nèi)膜起搏。內(nèi)膜起搏可以選擇左心室任何部位置入導(dǎo)線，受結(jié)構(gòu)影響小；內(nèi)膜起搏離膈神經(jīng)遠、不受血管分布限制，不易引起膈神經(jīng)刺激；內(nèi)膜起搏閾值偏低，且采用螺旋電極穩(wěn)定性較好，不易發(fā)生導(dǎo)線移位、脫落等；內(nèi)膜起搏可產(chǎn)生較強的心肌收縮力，且寬泛的起搏部位選擇可以達到最好的血流動力學(xué)效應(yīng)，從而降低無應(yīng)答率的發(fā)生；內(nèi)膜起搏更符合生理的激動順序，心室內(nèi)傳導(dǎo)時間、跨壁傳導(dǎo)時間較快，可有效降低室性心律失常的風(fēng)險[6-8]。從本研究結(jié)果來看，在進行左心室內(nèi)膜起搏后，心力衰竭犬的QRS波時限、QTc間期均明顯縮短且趨于正常，減輕了電學(xué)重構(gòu)。同時，LVEF水平明顯增高，說明左心室重構(gòu)得到逆轉(zhuǎn)，心肌的機械功能得到改善。臨床報道顯示，心力衰竭患者普遍存在心室收縮不同步現(xiàn)象，這是導(dǎo)致心臟不良事件的獨立危險因子和預(yù)測因子[9]。從本研究的DI數(shù)據(jù)來看，觀察組的DI明顯降低，心室內(nèi)機械失同步狀態(tài)得到緩解，達到了CRT的治療目的。

TDR的增加被認為是室性心律失常發(fā)生的重要電生理基礎(chǔ)，Tp-e能夠量化TDR過程，是無創(chuàng)性觀察的良好指標。T波峰點(Tp)與心外膜下心肌復(fù)極終點對應(yīng)，T波終點(Te)與中層心肌復(fù)極終點對應(yīng)，常態(tài)下心外膜下心肌復(fù)極時間最短，中層心肌M細胞較其他兩層心肌細胞具有更長的動作電位時限，因此復(fù)極時間最長，Tp-e間期就可代表復(fù)極時間的差異[10]。心力衰竭發(fā)生時，中層心肌細胞、心內(nèi)膜的L型Ca+通道密度下調(diào)，Ca+的重吸收、釋放速率均減慢，心內(nèi)、外膜心肌細胞的Ca+水平的變化程度均降低，這些電生理特異性導(dǎo)致左心室TDR增大[11]。吳瓊等[12]在對比左心室內(nèi)膜與外膜起搏時指出，心外膜起搏時心外膜除極、復(fù)極較早，而中層心肌M細胞則較晚，那么動作電位時限最長，因此容易造成復(fù)極離散度增大。國外研究報道顯示，犬在進行左心室外膜起搏時會導(dǎo)致心肌除極、復(fù)極提前，心內(nèi)膜心肌除極、復(fù)極較心肌中層M細胞早，從而誘發(fā)尖端扭轉(zhuǎn)型室性心動過速的發(fā)生[13]。從本研究結(jié)果來看，實驗組在進行左心室內(nèi)膜起搏后，Tp-e明顯低于對照組，說明心室激動時間縮短，復(fù)極離散度顯著降低。雖然本研究未進行心內(nèi)膜、心外膜的對比，但是實驗組的心電改變有恢復(fù)正常的趨勢，這可能與內(nèi)膜下層的非浦肯野纖維傳導(dǎo)速度快于中層心肌纖維有關(guān)，提示心內(nèi)膜起搏能夠有效降低Tp-e水平，減少異常心電的發(fā)生。

綜上所述，左心室心內(nèi)膜起搏下，心力衰竭犬能夠產(chǎn)生更好的電生理效應(yīng)，達到有效的起搏治療，這為臨床應(yīng)用左心室內(nèi)膜起搏提供一定的實驗依據(jù)。在未來的研究中，筆者擬對左心室內(nèi)膜起搏方式下心肌細胞內(nèi)部離子流的變化進行觀察，為防治CRT并發(fā)癥提供新的治療靶點。

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Impactofleftventricularendocardialpacingoncardiacelectrophysiologyofcanineasynchronyischemicheartfailure*

DuRui1,DingLigang2,ZhengChuanyan1,LiuYuzhu1

(1.FirstDepartmentofCardiology,TangshanWorkersHospital,Tangshan,Hebei063000,China;2.DepartmentofCardiology,FuwaiCardiovascularDiseaseHospital,ChineseAcademyofMedicalSciences,Beijing100037,China)

ObjectiveTo study the cardiac electrophysiology changes of canine asynchrony ischemic heart failure under left ventricular endocardial pacing.MethodsLeft bundle branch radiofrequency catheter ablation and left anterior descending coronary artery ligation were used to establish the model of ischemic heart failure in 18 healthy dogs.Eighteen healthy dogs were randomly divided into two groups,9 cases in each group.The experimental group was treated with cardiac resynchronization therapy(CRT) in left ventricular endocardium，and the control group underwent the sham operation.ECG and echocardiography were done at 6 weeks after operation.ResultsThe left ventricular ejection fraction in the experimental group was significantly higher than that in the control group(38.32±6.08vs.30.62±8.96).The asynchronization index in the experimental group was significantly lower than that in the control group(35.99±5.25vs.78.21±7.02),and the difference was statistically significant(P<0.05).QRS(60.58±7.43vs.68.33±8.01) and QTc(347.09±17.33vs.367.81±22.02)in the experimental group were significantly shorter than those in the control group(P<0.05);moreover Tp-e(37.03±9.07vs.45.76±7.11) and ARI(162.33±22.06vs.187.21±23.87)in the experimental group were significantly lower than those in the control group(P<0.05).ConclusionLeft ventricular endocardial pacing can produce preferably electrophysiological effects and achieve the goal of effective cardiac resynchronization therapy.

heart failure;cardiac resynchronization therapy;left ventricular endocardial pacing

R541

A

1671-8348(2017)25-3460-03

2016-12-25

2017-05-06)

國家自然科學(xué)基金資助項目(81200135)。

杜蕊(1980-)，本科，副主任護師，主要從事心血管疾病方面的研究。