應(yīng)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(mèng)瑤 李世軍

心血管疾病基礎(chǔ)研究中，小動(dòng)物心電圖的記錄通常是在麻醉狀態(tài)下進(jìn)行記錄，麻醉藥物的毒副作用、麻醉不同程度都可能影響動(dòng)物心電圖的記錄［1-3］。隨著心電學(xué)記錄設(shè)備的發(fā)展，小型家用心電圖記錄儀發(fā)展迅速，廣泛應(yīng)用于心悸患者出院后自我檢測(cè)有無(wú)房顫等心律失常的發(fā)生［4-6］，其中掌上心電E-U08 心電記錄儀在多個(gè)房顫術(shù)后記錄患者心電圖有無(wú)房顫再發(fā)研究中，被證明能夠有效記錄房顫心電圖［7］。應(yīng)用小型家用便攜式心電記錄儀能否在清醒狀態(tài)下記錄小動(dòng)物心電圖，能避免實(shí)驗(yàn)研究中麻醉藥物對(duì)小動(dòng)物心率的影響。本研究應(yīng)用掌上心電E-U08 記錄大鼠清醒狀態(tài)下應(yīng)用異丙腎上腺素后心電圖，觀察此種電圖儀實(shí)時(shí)記錄小動(dòng)物心血管模型心電圖的可行性?，F(xiàn)報(bào)告如下。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 本研究實(shí)驗(yàn)獲得大連市中心醫(yī)院倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用最小數(shù)量實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，減少實(shí)驗(yàn)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的痛苦，應(yīng)用大連醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物中心購(gòu)買清潔級(jí)SD 大鼠16 只，雌雄不限，體重200～250 g，隨機(jī)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(shí)驗(yàn)前給予4%水合氯醛10 mg/kg 進(jìn)行腹腔注射，清醒組以等量生理鹽水腹腔注射作為對(duì)照。應(yīng)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(jiàn)圖1。實(shí)驗(yàn)時(shí)與手機(jī)相連接，在掌上心電專用APP 上，按照文獻(xiàn)報(bào)道的方法記錄心電圖［7］。同時(shí)應(yīng)用心導(dǎo)管用多導(dǎo)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(dòng)物達(dá)到理想麻醉狀態(tài)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(jìn)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(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS17.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)研究數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以均數(shù) ± 標(biāo)準(zhǔn)差()表示，采用t 檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以率(%)表示，采用χ2檢驗(yàn)。P＜0.05 表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

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

圖2 掌上心電 E-U08 記錄大鼠清醒狀態(tài)下與多導(dǎo)生理儀記錄大鼠麻醉狀態(tài)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(fā)心肌缺血，掌上心電 E-U08 可較為準(zhǔn)確記錄到心肌缺血心電圖，表現(xiàn)為ST 段抬高，統(tǒng)一標(biāo)尺下與多導(dǎo)生理儀記錄的心電圖一致。見(jiàn)圖3。

圖3 注射異丙腎上腺素后3 min 心電圖表現(xiàn)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(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)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(tǒng)計(jì)學(xué)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(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)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(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=1.153、1.507，P＞0.05)。見(jiàn)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(fā)性快速性心律失常包括陣發(fā)性房顫、持續(xù)性室速、室顫，能導(dǎo)致患者心悸乏力，甚至導(dǎo)致黑矇、暈厥、猝死。這些心律失常大部分發(fā)作不頻，導(dǎo)致住院時(shí)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(guò)手機(jī)APP 使用，操作方便，價(jià)格低廉，患者可將心悸不適時(shí)的心電圖記錄發(fā)送給醫(yī)生分析，目前已應(yīng)用房顫射頻消融術(shù)后患者心悸癥狀時(shí)心電圖的記錄，非常適合應(yīng)用于短時(shí)心率記錄［7］。本研究將該心電記錄儀應(yīng)用到大鼠清醒狀態(tài)下心電圖實(shí)時(shí)記錄，與多導(dǎo)生理儀記錄到的麻醉狀態(tài)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(shè)備與植入式心電記錄儀在心電圖記錄時(shí)間差距較大，但具有成本低的優(yōu)勢(shì)，相較于植入式設(shè)備必須回顧式讀取數(shù)據(jù)，掌上心電可實(shí)時(shí)記錄。當(dāng)然現(xiàn)在已有研究通過(guò)植入無(wú)創(chuàng)生理信號(hào)處理遙測(cè)系統(tǒng)來(lái)記錄豚鼠、新西蘭兔、巴馬豬動(dòng)物的實(shí)時(shí)心電圖，這種遙測(cè)設(shè)備能做到實(shí)時(shí)記錄，價(jià)格較為昂貴，影響大范圍普及［11-13］。

常用的麻醉劑對(duì)動(dòng)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(duì)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(duì)不同品系的大鼠心率均有抑制作用［17］。曾有文獻(xiàn)［1，16］報(bào)道此時(shí)水合氯醛對(duì)心率的影響在20 min 左右到達(dá)高峰，30 min 后心率與未麻醉組沒(méi)有差別，本研究中選擇理想麻醉狀態(tài)30 min 后開(kāi)始下一步實(shí)驗(yàn)，減少麻醉藥物對(duì)心率的即時(shí)抑制作用。異丙腎上腺素是一個(gè)強(qiáng)β 受體興奮劑，能通過(guò)加快心率、增強(qiáng)心肌收縮力等增加心肌耗氧量，造成心臟負(fù)荷過(guò)重，心肌微循環(huán)障礙，冠狀動(dòng)脈痙攣、心肌梗死樣變化、心肌壞死甚至猝死。這些病理?yè)p傷可能與線粒體能量代謝紊亂、凋亡基因的激活、氧化應(yīng)激等有關(guān)［18］。對(duì)比清醒和麻醉狀態(tài)下應(yīng)用異丙腎上腺素后心率的差異，說(shuō)明麻醉時(shí)確實(shí)對(duì)動(dòng)物心率產(chǎn)生了影響，既往研究中相關(guān)機(jī)制的探索中可能摻雜了麻醉劑的作用，雖然對(duì)相關(guān)機(jī)制的探究造成了影響可能較小，重復(fù)所有的實(shí)驗(yàn)是不現(xiàn)實(shí)的，但在運(yùn)動(dòng)相關(guān)實(shí)驗(yàn)中采用實(shí)時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)動(dòng)物心電數(shù)據(jù)，修正以前在動(dòng)物運(yùn)動(dòng)后先麻醉再記錄實(shí)驗(yàn)動(dòng)物心電數(shù)據(jù)的做法，能進(jìn)一步減少麻醉藥物對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，普通動(dòng)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行心電記錄時(shí)，提前完成相關(guān)處理后，清醒狀態(tài)下記錄心電圖，也能避免麻醉藥物應(yīng)用對(duì)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(shuō)明麻醉藥物對(duì)心電學(xué)機(jī)制的影響，只局限對(duì)自主神經(jīng)相關(guān)的影響，這類實(shí)驗(yàn)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(shí)也具有一些缺陷，如電極貼與皮膚貼靠不緊密時(shí)心電圖記錄的質(zhì)量偏差，尤其是動(dòng)物大幅度活動(dòng)等情況下，進(jìn)行跑步實(shí)驗(yàn)、游泳實(shí)驗(yàn)時(shí)?？p制到皮膚的電極，通過(guò)導(dǎo)線連接手機(jī)，也會(huì)干擾動(dòng)物活動(dòng)，使用時(shí)間短，一次記錄的最長(zhǎng)時(shí)間為5 min，將來(lái)可通過(guò)應(yīng)用動(dòng)物專用電極貼，藍(lán)牙發(fā)送心電信號(hào)，研制出專門應(yīng)用動(dòng)物清醒狀態(tài)下實(shí)時(shí)記錄心電圖的心電記錄儀，能夠一定程度上緩解上述問(wèn)題。

綜上所述，掌上心電E-U08 可應(yīng)用于大鼠清醒時(shí)心率的實(shí)時(shí)記錄。