低频超声终止妊娠Ⅱ：超声对兔胚胎心电的影响
作者：赵卫华 杜永洪 陆 杰 王芷龙 白 晋 顾美礼 王智彪
单位：400046 重庆医科大学医学超声工程研究所
关键词：超声；兔胚胎；心电；生物学效应
中国超声医学杂志990303 摘 要 目的：观察超声对兔胚胎心电的影响。方法：应用低频超声治疗系统，辐照兔胚胎126只，利用数字化温度仪测试了辐照前后胚胎温度变化，应用心电记录仪记录了超声辐照前后的心电。结果：应用9W/cm2、220KHz的超声辐照时间在10分钟内，均不会导致胚胎温度的异常升高；超声辐照后胚胎心电出现三种变化形式即心率加快后恢复正常、心律紊乱和不可逆转的心率变慢，其中辐照10分钟，有77.5%胚胎出现不可逆心电变慢且无异常温度升高。结论：应用这种超声可致胚胎出现急性损伤且该损伤为非温热效应所致。
Effects of Ultrasound on the Embryonic Electrocardiogram of Rabbits
, 百拇医药
Zhao Weihuan,Du Yonghong,Lu Jie,et al
Institute of Ultrasound Engineering in Medicine,Chongqing Medical University 400046
ABSTRACT Objective:To realize the effects of ultrasound on embryohic electrocardiogram.Methods:One hundred twenty-six rabbit embryos were irridiated by low fequency ultrasound.Electrocardiograms were recorded respectively before treatment and after treatment;the temperatures of embryos were also measured.Results:Low frequency ultrasound of 9w/cm2,220KHz irridiating the embryos could not cause significant hyperthemia.Three kinds of electrocardigram were detected after irridiating embryos:tachycardia for some minutes,disturbing rhythm of the heart and unrecovered slow rhythm of heart.Unrecovered slow rhythm of heart sound appeared in 77.5% embryonic electrocardiogram when irridiating for ten minutes without temperature rise found.Conclusion: Low frequency ultrasound may cause acute injury on rabbit embryos,the damage is not produced by themeral effects.
, 百拇医药
KEY WORDS Ultrasound Rabbit embryos ECG Biological effects
胚胎心电是反映胚胎生存状态的重要指标，各种外界因子作用于胚胎后，可通过动态观察胚胎心电了解其对胚胎组织的影响情况。我们在建立了胚胎正常宫内心电模型基础上，将低频超声作用于胚胎，观察和分析低频超声对胚胎心电的影响类型及胚胎心电变化的意义。
资料与方法
动物选用月龄大于8个月，体重5.5～6.5Kg的雌性新西兰大白兔，按重庆医科大学实验动物中心标准喂养；适时与雄兔交配，共获得可用于本实验且外观大小近似的兔胚胎126只。
低频超声治疗系统由重庆医科大学医学超声工程研究所和电子工业部26所联合研制。分为功率源、探头两部分：功率源大小为45cm×40cm×20cm的机箱；其主要参数有：频率变化范围0～220KHz；电压可变化范围0～220伏；频率调节方式有脉冲式、连续波及方波三种；超声探头由重庆医科大学医学超声工程研究所组装和提供。
, 百拇医药
75-1型标准超声功率计：常州计量局实验工厂制造。
脱气水制作系统：重庆医科大学医学超声工程研究所研制和提供。
胚胎心电记录仪：日本光电公司
数字化温度测试仪：四川仪表厂
兔妊娠模型建立及胚胎的选择同前，交配后第一天计为胎龄第1天。交配15天后，剖腹选择外观大小近似的胚胎126例进行实验。
超声声源及声强的校正：超声治疗仪输出治疗所用频率及电压、功率，应用东风75-1型标准超声功率计校正并测量声强。
超声辐照方法：孕兔经3%戊巴比妥钠按30mg/kg耳静脉麻醉后，开腹暴露子宫，计数胚胎个数后，自一侧输卵管端开始，每个胚胎先引导其正常胚胎心电，然后将超声探头对准胚胎的胎盘侧。探头置于装有脱气水的水槽中，脱气水作介质-辐照胚胎，同时用示波器和监听器观察并记录超声作用后胚胎心电变化。
, 百拇医药
辐照胚胎分组：每个胚胎均采用同一声强，调整辐照时间。分别为3分钟、5分钟、7分钟(各20例)、10分钟(40例)、15分钟(26例)。
胚胎温度记录法：应用数字化温度测试仪在超声辐照前后分别测试胚胎温度变化。
结 果
1.超声强度确定 经多次调试，所用电压220V,频率220KHz，功率150W，声强为9W/cm2。
2.超声对胚胎心电影响的类型 超声对胚胎心电影响，因作用时间长短而不同，超声处理后观察20分钟时胚胎心电改变表现为频率的变化，主要有三种类型即：心电频率紊乱；一过性心率加快后恢复；不可逆的心电频率减慢和二联律出现(见表1)。
表1 低频超声对胚胎心电影响 例数
, 百拇医药
作用时间(分)
心 电 变 化
心动过速后恢复(%)
心率频率紊乱(%)
不可逆心率变慢(%)
二联律(%)
20
20
20
40
26
3
5
, 百拇医药
7
10
15
18(90%)
15(75%)
0
0
0
2(10%)
5(25%)
12(60%)
8(20%)
3(11.5%)
, 百拇医药
0
0
8(40%)
31(77.5%)
22(84.6%)
0
0
0
1(2.5%)
1(3.8%)
3.超声处理后胚胎温度变化 超声处理少于10分钟时，胚胎温度均未超过40℃。
4.超声作用后胚胎心电变化 9W/cm2、220KHz的超声作用胚胎后，主要表现为心电频率的变化(表2，图1)。
, 百拇医药
表2 超声处理后胚胎心电频率变化 例数
作用时间(分)
处理前心电频率(bpm)
处理后心电频率(bpm)
P值
20
20
20
40
26
3
5
7
, 百拇医药
10
15
181.8±30.6
184.6±28.9
179.5±32.5
181.4±31.6
183.5±30.1
180.5±36.3
188.5±29.6
180.8±26.9
90.5±10.1
92.6±12.6
, http://www.100md.com
>0.05
>0.05
>0.05
<0.01
<0.01
图1 220KHz、9W/cm2超声处理后胚胎心电变化(上图为母体心电，下图为胚胎心电)
讨 论
正常胚胎宫内心电模型表明，兔胚胎心电频率是较稳定的指标，而心电电压易受引导方法影响在个体间出现较大差异。胚胎心电模型的建立，为低频超声终止妊娠研究提供了一个可动态观察胚胎损伤的生理指标。本研究利用9W/cm2、220KHz的超声以不同的时间处理五组兔胚胎后，发现在超声剂量不变条件下，心电改变类型与超声作用时间有关，三种心电改变类型中，心率加快后恢复正常者多见于超声作用时间少于5分钟者；心率快慢不一的紊乱状态多见于作用7分钟以内者；心电频率不可逆变慢及二联律多出现于超声作用10分钟以上的胚胎。提示低频超声作用超过10分钟，胚胎受到较严重的损伤。
, 百拇医药
超声具有温热效应、空化效应及机械效应〔1〕；由于生物学组织多数有良好的导热性能，故利用温热效应处理胚胎时，很难避免该作用向附近组织和器官的传导，进而造成对其它组织器官的损伤。本文将超声作用于胚胎胎盘，由于胎盘与母体之间本身有一个较疏松的界面，利用超声振荡作用，可使其原本薄弱的部分发生裂隙和分离。胎盘组织的变化，必然对胚胎带来影响，并通过较早反映胚胎状况的胚胎心电表现出来〔1〕，因此，通过胚胎心电的观察，可间接反映胎儿-胎盘单位的生活状况。
王智彪等〔2，3〕应用超声的温热效应，完成了超声终止小鼠妊娠实验，表现利用其温热效应终止妊娠是安全、可行的，尚未对其机械效应深入研究。本文在监测胚胎温度同时，应用低频超声辐照胚胎，发现9W/cm2，220KHz超声作用时间少于10分钟时，其胚胎内温度均不超过40℃，低于40℃范围，均属生理状态〔4〕。在辐照时间少于10分钟范围内，其温热效应不是主要的作用〔5，6〕。
, http://www.100md.com
利用低频超声辐照胚胎胎盘组织，在辐照时间少于15分钟内，均未出现胎心消失。有学者报道〔7，8〕，胎心消失是胚胎死亡的重要指标，本文研究的是超声的急性效应，超声致胚胎心电出现不可逆的心率减慢已提示胚胎预后不良，表明胎儿体内已存在缺氧、酸中毒等反应，该状态的持续发展，其结局必然是胚胎死亡。
本课题为国家自然科学基金重点项目(No.39630340)及“九五”国家重点科技攻关项目(No.96-905-02-01)
参考文献
[1]Horder MM,Barnett SB,Edwards MJ,et al.In utero measurement of ultrasound-induced heating in guinea-pig fetal brain.Pro.41st Annual Convention AIUM,1997,# 2300
, 百拇医药
[2]王智彪，陆 杰，顾美礼，等.超声抗小鼠早孕动物实验研究(Ⅰ，Ⅱ).中国超声医学杂志，1995，11(2)：107～115
[3]王智彪，顾美礼，凌萝达，等.超声波抗早孕的动物实验研究(Ⅲ).中国超声医学杂志，1995，11(3)：201～206
[4]钟品仁，主编.哺乳类实验动物.北京，人民卫生出版社，1993，p270～280
[5]David H,Weaver JB,Pearson JF.Doppler ultrasound and fetal activity.Br Med J,1975,2:62～66
[6]Edwards MJ.Hyperthermia and birth defects.Cornell Veterinarian,1993,83:1～6
, 百拇医药
[7]Newnham JP,Evans SF,Michael CA,et al.Effects of frequent ultrasound during pregnancy:A randomised controlled trial.Lancet,1993,2:887～892
[8]Tarantal AF.Gargosky SE,Ellis DS,et al.Hematologic and growth-related effects of frequent prenatal ultrasound exposure in the long-tailed Macaque(Macaca fascicularis).Ultrasound Med Biol,1995,21:1073～1079
(1998-08-26收稿), http://www.100md.com
单位：400046 重庆医科大学医学超声工程研究所
关键词：超声；兔胚胎；心电；生物学效应
中国超声医学杂志990303 摘 要 目的：观察超声对兔胚胎心电的影响。方法：应用低频超声治疗系统，辐照兔胚胎126只，利用数字化温度仪测试了辐照前后胚胎温度变化，应用心电记录仪记录了超声辐照前后的心电。结果：应用9W/cm2、220KHz的超声辐照时间在10分钟内，均不会导致胚胎温度的异常升高；超声辐照后胚胎心电出现三种变化形式即心率加快后恢复正常、心律紊乱和不可逆转的心率变慢，其中辐照10分钟，有77.5%胚胎出现不可逆心电变慢且无异常温度升高。结论：应用这种超声可致胚胎出现急性损伤且该损伤为非温热效应所致。
Effects of Ultrasound on the Embryonic Electrocardiogram of Rabbits
, 百拇医药
Zhao Weihuan,Du Yonghong,Lu Jie,et al
Institute of Ultrasound Engineering in Medicine,Chongqing Medical University 400046
ABSTRACT Objective:To realize the effects of ultrasound on embryohic electrocardiogram.Methods:One hundred twenty-six rabbit embryos were irridiated by low fequency ultrasound.Electrocardiograms were recorded respectively before treatment and after treatment;the temperatures of embryos were also measured.Results:Low frequency ultrasound of 9w/cm2,220KHz irridiating the embryos could not cause significant hyperthemia.Three kinds of electrocardigram were detected after irridiating embryos:tachycardia for some minutes,disturbing rhythm of the heart and unrecovered slow rhythm of heart.Unrecovered slow rhythm of heart sound appeared in 77.5% embryonic electrocardiogram when irridiating for ten minutes without temperature rise found.Conclusion: Low frequency ultrasound may cause acute injury on rabbit embryos,the damage is not produced by themeral effects.
, 百拇医药
KEY WORDS Ultrasound Rabbit embryos ECG Biological effects
胚胎心电是反映胚胎生存状态的重要指标，各种外界因子作用于胚胎后，可通过动态观察胚胎心电了解其对胚胎组织的影响情况。我们在建立了胚胎正常宫内心电模型基础上，将低频超声作用于胚胎，观察和分析低频超声对胚胎心电的影响类型及胚胎心电变化的意义。
资料与方法
动物选用月龄大于8个月，体重5.5～6.5Kg的雌性新西兰大白兔，按重庆医科大学实验动物中心标准喂养；适时与雄兔交配，共获得可用于本实验且外观大小近似的兔胚胎126只。
低频超声治疗系统由重庆医科大学医学超声工程研究所和电子工业部26所联合研制。分为功率源、探头两部分：功率源大小为45cm×40cm×20cm的机箱；其主要参数有：频率变化范围0～220KHz；电压可变化范围0～220伏；频率调节方式有脉冲式、连续波及方波三种；超声探头由重庆医科大学医学超声工程研究所组装和提供。
, 百拇医药
75-1型标准超声功率计：常州计量局实验工厂制造。
脱气水制作系统：重庆医科大学医学超声工程研究所研制和提供。
胚胎心电记录仪：日本光电公司
数字化温度测试仪：四川仪表厂
兔妊娠模型建立及胚胎的选择同前，交配后第一天计为胎龄第1天。交配15天后，剖腹选择外观大小近似的胚胎126例进行实验。
超声声源及声强的校正：超声治疗仪输出治疗所用频率及电压、功率，应用东风75-1型标准超声功率计校正并测量声强。
超声辐照方法：孕兔经3%戊巴比妥钠按30mg/kg耳静脉麻醉后，开腹暴露子宫，计数胚胎个数后，自一侧输卵管端开始，每个胚胎先引导其正常胚胎心电，然后将超声探头对准胚胎的胎盘侧。探头置于装有脱气水的水槽中，脱气水作介质-辐照胚胎，同时用示波器和监听器观察并记录超声作用后胚胎心电变化。
, 百拇医药
辐照胚胎分组：每个胚胎均采用同一声强，调整辐照时间。分别为3分钟、5分钟、7分钟(各20例)、10分钟(40例)、15分钟(26例)。
胚胎温度记录法：应用数字化温度测试仪在超声辐照前后分别测试胚胎温度变化。
结 果
1.超声强度确定 经多次调试，所用电压220V,频率220KHz，功率150W，声强为9W/cm2。
2.超声对胚胎心电影响的类型 超声对胚胎心电影响，因作用时间长短而不同，超声处理后观察20分钟时胚胎心电改变表现为频率的变化，主要有三种类型即：心电频率紊乱；一过性心率加快后恢复；不可逆的心电频率减慢和二联律出现(见表1)。
表1 低频超声对胚胎心电影响 例数
, 百拇医药
作用时间(分)
心 电 变 化
心动过速后恢复(%)
心率频率紊乱(%)
不可逆心率变慢(%)
二联律(%)
20
20
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, 百拇医药
7
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18(90%)
15(75%)
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3.超声处理后胚胎温度变化 超声处理少于10分钟时，胚胎温度均未超过40℃。
4.超声作用后胚胎心电变化 9W/cm2、220KHz的超声作用胚胎后，主要表现为心电频率的变化(表2，图1)。
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表2 超声处理后胚胎心电频率变化 例数
作用时间(分)
处理前心电频率(bpm)
处理后心电频率(bpm)
P值
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183.5±30.1
180.5±36.3
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图1 220KHz、9W/cm2超声处理后胚胎心电变化(上图为母体心电，下图为胚胎心电)
讨 论
正常胚胎宫内心电模型表明，兔胚胎心电频率是较稳定的指标，而心电电压易受引导方法影响在个体间出现较大差异。胚胎心电模型的建立，为低频超声终止妊娠研究提供了一个可动态观察胚胎损伤的生理指标。本研究利用9W/cm2、220KHz的超声以不同的时间处理五组兔胚胎后，发现在超声剂量不变条件下，心电改变类型与超声作用时间有关，三种心电改变类型中，心率加快后恢复正常者多见于超声作用时间少于5分钟者；心率快慢不一的紊乱状态多见于作用7分钟以内者；心电频率不可逆变慢及二联律多出现于超声作用10分钟以上的胚胎。提示低频超声作用超过10分钟，胚胎受到较严重的损伤。
, 百拇医药
超声具有温热效应、空化效应及机械效应〔1〕；由于生物学组织多数有良好的导热性能，故利用温热效应处理胚胎时，很难避免该作用向附近组织和器官的传导，进而造成对其它组织器官的损伤。本文将超声作用于胚胎胎盘，由于胎盘与母体之间本身有一个较疏松的界面，利用超声振荡作用，可使其原本薄弱的部分发生裂隙和分离。胎盘组织的变化，必然对胚胎带来影响，并通过较早反映胚胎状况的胚胎心电表现出来〔1〕，因此，通过胚胎心电的观察，可间接反映胎儿-胎盘单位的生活状况。
王智彪等〔2，3〕应用超声的温热效应，完成了超声终止小鼠妊娠实验，表现利用其温热效应终止妊娠是安全、可行的，尚未对其机械效应深入研究。本文在监测胚胎温度同时，应用低频超声辐照胚胎，发现9W/cm2，220KHz超声作用时间少于10分钟时，其胚胎内温度均不超过40℃，低于40℃范围，均属生理状态〔4〕。在辐照时间少于10分钟范围内，其温热效应不是主要的作用〔5，6〕。
, http://www.100md.com
利用低频超声辐照胚胎胎盘组织，在辐照时间少于15分钟内，均未出现胎心消失。有学者报道〔7，8〕，胎心消失是胚胎死亡的重要指标，本文研究的是超声的急性效应，超声致胚胎心电出现不可逆的心率减慢已提示胚胎预后不良，表明胎儿体内已存在缺氧、酸中毒等反应，该状态的持续发展，其结局必然是胚胎死亡。
本课题为国家自然科学基金重点项目(No.39630340)及“九五”国家重点科技攻关项目(No.96-905-02-01)
参考文献
[1]Horder MM,Barnett SB,Edwards MJ,et al.In utero measurement of ultrasound-induced heating in guinea-pig fetal brain.Pro.41st Annual Convention AIUM,1997,# 2300
, 百拇医药
[2]王智彪，陆 杰，顾美礼，等.超声抗小鼠早孕动物实验研究(Ⅰ，Ⅱ).中国超声医学杂志，1995，11(2)：107～115
[3]王智彪，顾美礼，凌萝达，等.超声波抗早孕的动物实验研究(Ⅲ).中国超声医学杂志，1995，11(3)：201～206
[4]钟品仁，主编.哺乳类实验动物.北京，人民卫生出版社，1993，p270～280
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[6]Edwards MJ.Hyperthermia and birth defects.Cornell Veterinarian,1993,83:1～6
, 百拇医药
[7]Newnham JP,Evans SF,Michael CA,et al.Effects of frequent ultrasound during pregnancy:A randomised controlled trial.Lancet,1993,2:887～892
[8]Tarantal AF.Gargosky SE,Ellis DS,et al.Hematologic and growth-related effects of frequent prenatal ultrasound exposure in the long-tailed Macaque(Macaca fascicularis).Ultrasound Med Biol,1995,21:1073～1079
(1998-08-26收稿), http://www.100md.com