超声检测大鼠心脏结构与功能
作者：商慧华 钱蕴秋 暴军香 周晓东 朱永胜 张立藩
单位：商慧华(第四军医大学 西京医院超声科)；钱蕴秋(第四军医大学 西京医院超声科)； 周晓东(第四军医大学 西京医院超声科)； 朱永胜(第四军医大学 西京医院超声科)； 暴军香(第四军医大学 空军医学系， 陕西 西安 710032)； 张立藩(第四军医大学 空军医学系， 陕西 西安 710032)
关键词：超声心动描记术，多普勒；心脏；大鼠
心脏杂志000203摘要：应用二维与多普勒超声心动图观察大鼠心脏结构和功能，并将左室重量的超声测值与实际测值相比较，以评价该检测方法的可行性、准确性。将15只正常SD大鼠麻醉后，应用经胸7.5 MHz超声检测左室结构指标和左室重量，然后处死大鼠测左室重量。结果显示超声测定的大鼠左室重量与尸解结果高度相关(r=0.9314,SEE=0.0376,P<0.0001)。证实经胸超声心动图可以清晰显示大鼠心脏结构与多普勒血流信息，是一种准确评价大鼠心脏结构和功能的无创方法。
, 百拇医药
中图分类号：R445.1 文献标识码：A
文章编号：1005-3271(2000)02-0087-03
Detection of cardiac structure and function in rats by echocardiography
SHANG Hui-hua QIAN Yun-qiu ZHOU Xiao-dong ZHU Yong-sheng
(Department of Ultrasonography,Xijing Hospital)
BAO Jun-xiang ZHANG Li-fan
(Faculty of Aeroforce Aviation Medicine,Fourth Military Medical University,Xi’an 710032，Shaanxi,China)
, http://www.100md.com
Abstract:This study was to evaluate the cardiac structure and function by echocardiography in rats,and to assess its feasibility and accuracy by comparing the LV mass of normal rats detected by 2DE with postmortem. Fifteen normal rats weighting 200 g～300 g were anesthetized. all indices of LV contractile function and LV mass was studied by echocardiography and then, the heart was to dissected weigh the left ventricle in the scales. The results of heart structure,mitral valve,aortic and pulmonary artery flow could be revealed clearly by echocardiography. The LV mass of normal rats correlated well with postmortem (r=0.9314,SEE=0.0376,P<0.0001). It’s proved that the transthoracic echocardiography can be used to accurately and noninvasively assess cardiac structure and function of the rats.
, http://www.100md.com
Key words:echocardiography,Doppler;heart;rats
经胸超声心动图是准确评价心脏结构和功能的无创方法。本研究旨在评估应用超声心动图观察大鼠心脏结构和功能改变的可行性和准确性，为应用大鼠实验模型研究各种心血管疾病提供无创检查方法。
1 材料和方法
1.1 实验动物 选上海计划生育研究所的雄性SD大鼠15只，等级为清洁动物，体重200 g～300 g。
1.2 超声心动图检查 将大鼠腹腔注射戊巴比妥钠(0.04 g/kg)麻醉，仰卧位四肢固定于木板上，使木板向左倾斜30°。剃净胸毛，连接Ⅱ导ECG。使用美国ATL公司的ULTRAMARK 9型超声诊断仪，频率为10 MHz～5 MHz的宽频带线阵探头。多普勒检测频率为6.0 MHz。探头长度38 mm。实验中仪器增益固定为50 dB。图像深度调至2.5 cm。探头置于胸骨左侧，与胸骨中线成10°～30°，显示胸骨左室长轴切面，探头顺时针旋转90°显示左室短轴切面。由二维图像引导取M型曲线并进行测量。显示胸骨旁左室长轴切面后，探头略向左偏即显示肺动脉长轴切面。在胸骨旁左室长轴切面和肺动脉长轴切面上进行二尖瓣、主动脉瓣和肺动脉各瓣口的多普勒血流检测，利用Steering Angle功能，使多普勒角度尽量小，分别为18°，50°和2°。取样容积为1 mm，均置于瓣尖处。选择清晰的图像录像待以后分析。
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1.3 超声测量指标 ①左室舒张末期前壁厚度(AWT)与后壁厚度(PWT)；②左室舒张末期内径(LVDd)及收缩末期内径(LVDs)；③由左室内径(D)，根据容量公式V=1.04×D3计算左室舒张末期容积(LVEDV)和收缩末期容积(LVESV)[1]；④每搏量(SV)=LVEDV-LVESV;⑤左室短轴缩短率(FS)=(LVDd-LVDs)/LVDd×100%；⑥左室射血分数(EF)=SV/LVEDV×100%；⑦左室重量(LVM)=1.05[(LVDd+AWT+PWT)]3-LVDd3[1];⑧测量二尖瓣口的峰值血流速度(MPV)、主动脉瓣的峰值血流速度(APV)和肺动脉瓣的峰值血流速度(PAV)；⑨心率(HR)。
所有超声测值均取5个心动周期的平均值。超声测量依据美国超声心动图学会制定的标准[2]
1.4 左室重量(LVM)测定方法 正常大鼠超声检查结束后麻醉处死动物，迅速取出心脏，剪去心房、右室及大血管，保留室间隔及左室，滤纸吸去血液，用美国Denver公司的ACA-100型电子天平称量左室重量。
, 百拇医药
结果以
±s表示，对左室重量的超声测值和尸解测值进行线性回归分析。
2 结果
2.1 正常大鼠心脏的超声心动图表现 左室长轴切面可以清晰地显示左室腔近似椭圆体，前壁与后壁、心内膜与外膜、乳头肌、二尖瓣、左房、左室流出道、主动脉及主动脉瓣，见图1。左室短轴切面显示左室呈圆形，侧壁显示清楚，乳头肌较发达。二维图像引导取腱索水平M型曲线，见图2。二尖瓣瓣口血流频谱为正向双峰形。主动脉瓣血流频谱为正向单峰形。肺动脉瓣血流频谱为负向单峰形，见图3。
图1 胸骨旁左室长轴切面
, http://www.100md.com
图2 左室腱索水平M型曲线
图3 肺动脉瓣血流频谱
2.2 正常大鼠超声心动图及多普勒测值 见表1。
2.3 正常大鼠LVM的超声测值与实测值的关系 超声测定LVM与实测值相关良好，见图4。
图4 超声测定左室心肌重量与实测值的直线回归分析
3 讨论
超声心动图是观察心脏结构和功能的理想无创检查方法，随着超声技术的发展，7.5 MHz～12 MHz的高频探头应用，近场图像清晰，分瓣率提高，使用超声心动图观察大鼠的心脏结构和功能成为可能。已初步应用于大鼠心肌梗死和高血压病等心血管疾病模型的研究。
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表1 正常大鼠超声心动图及多普勒测值 (n=15) 指标
均值
标准差
95%可信限范围
AWT(mm)
1.92
0.19
1.5～2.1
PWT(mm)
1.80
0.1
1.5～2.0
, 百拇医药
LVDd(mm)
5.64
0.5
4.9～6.2
LVDs(mm)
2.22
0.25
2.0～2.40
LVEDV(ml)
0.18
0.05
0.12～0.24
, 百拇医药 LVESV(ml)
0.020
0.004
0.012～0.030
SV(ml)
0.16
0.04
0.10～0.21
FS(%)
57.8
4.5
50.1～62.9
, 百拇医药 EF(%)
84.4
3.5
78.8～89.2
LVM(g)
0.70
0.13
0.55～0.88
MPV(cm/s)
106
9
95～130
APV(cm/s)
, http://www.100md.com
124
14
100～150
PAV(cm/s)
117
18
96～150
HR(Bpm)
467
38
438～517
AWT：前壁厚度；PWT：后壁厚度；LVDd：左室舒张末期内径；LVEDV：左室舒张末容积；LVESV：左室收缩末容积；SV：每搏量；FS：短轴缩短率；EF：射血分数；LVM：左室重量；MPV：二尖瓣瓣口多普勒峰值血流速度；APV：主动脉瓣多普勒峰值血流速度；PAV：肺动脉瓣多普勒峰值血流速度；HR：心率 应用经胸超声心动图观测大鼠心脏，发现高频超声可以清晰显示大鼠心脏结构(如胸骨旁左室长轴、左室短轴、肺动脉长轴)和各瓣口血流频谱形态。作者所测的左室内径、室壁厚度和左室收缩指标与文献报道[3,4,5]相似；超声测定的LVM与尸解检测结果高度相关，与文献报道亦一致，表明超声检测大鼠心脏是可靠的。
, http://www.100md.com
本实验结果说明应用高频超声检测大鼠心脏结构和功能的变化是可行的。但大鼠体积小、心率快、前胸壁隆起，线阵探头不易放置，不能作剑下检查；所以检查前应作好准备，调试好仪器设置，选择适当的体位与探头位置，操作者手法要稳，才能获得清晰的图像。本研究中大鼠的经胸超声心动图检查方法，为今后动态观察大鼠心血管疾病提供了无创实时的有价值的方法。
实验方法的局限性：①由于线阵探头过长(38 mm)，大鼠小，不能获得满意的心尖四腔切面，作者是在左室长轴切面测量主动脉瓣的多普勒血流速度，取样线与血流方向夹角较大。②大鼠心率快，而仪器的多普勒和M型扫描速度最快为100/s，测量的血流频谱和室壁的M型曲线心肌运动的上升、下降速度误差相对较大，本研究未采用这组指标。这些有待于仪器和探头的改进。
参考文献：
[1] Devereux RB,Reichek N. Echocardiographic determination of left ventricular mass in man:Anatomic validation of the method[J]. Circulation,1977,55(4):613.
, 百拇医药
[2] Sahn DJ,Demaria A,Kisslo J,et al. Recommendations regarding quantitation in M-mode echocardiography:results of a survey of echocardiographic measurements[J]. Circulation,1978,58:1072.
[3] Litwin SE,Katz SE,Morgan JP,et al. Serial echocardiographic assessment of left ventricular geometry and function after large myocardial infarction in the Rats[J]. Circulation,1994,89:345.
[4] Pawlush DG,Moore RL,Musch TI,et al. Echocardiographic evaluation of size,function,and mass of normal and hypertrophied rat ventricle[J]. J Appl Physiol,1993,74:2598.
[5] Poulos JE,Gower WR,Subllebarger JT,et al. Congestive heart failure:increased cardiac and extracardiac natriuretic peptide gene expression[J]. Cardiovasc Res,1996,32:909.
收稿 1999-02-25, 百拇医药
单位：商慧华(第四军医大学 西京医院超声科)；钱蕴秋(第四军医大学 西京医院超声科)； 周晓东(第四军医大学 西京医院超声科)； 朱永胜(第四军医大学 西京医院超声科)； 暴军香(第四军医大学 空军医学系， 陕西 西安 710032)； 张立藩(第四军医大学 空军医学系， 陕西 西安 710032)
关键词：超声心动描记术，多普勒；心脏；大鼠
心脏杂志000203摘要：应用二维与多普勒超声心动图观察大鼠心脏结构和功能，并将左室重量的超声测值与实际测值相比较，以评价该检测方法的可行性、准确性。将15只正常SD大鼠麻醉后，应用经胸7.5 MHz超声检测左室结构指标和左室重量，然后处死大鼠测左室重量。结果显示超声测定的大鼠左室重量与尸解结果高度相关(r=0.9314,SEE=0.0376,P<0.0001)。证实经胸超声心动图可以清晰显示大鼠心脏结构与多普勒血流信息，是一种准确评价大鼠心脏结构和功能的无创方法。
, 百拇医药
中图分类号：R445.1 文献标识码：A
文章编号：1005-3271(2000)02-0087-03
Detection of cardiac structure and function in rats by echocardiography
SHANG Hui-hua QIAN Yun-qiu ZHOU Xiao-dong ZHU Yong-sheng
(Department of Ultrasonography,Xijing Hospital)
BAO Jun-xiang ZHANG Li-fan
(Faculty of Aeroforce Aviation Medicine,Fourth Military Medical University,Xi’an 710032，Shaanxi,China)
, http://www.100md.com
Abstract:This study was to evaluate the cardiac structure and function by echocardiography in rats,and to assess its feasibility and accuracy by comparing the LV mass of normal rats detected by 2DE with postmortem. Fifteen normal rats weighting 200 g～300 g were anesthetized. all indices of LV contractile function and LV mass was studied by echocardiography and then, the heart was to dissected weigh the left ventricle in the scales. The results of heart structure,mitral valve,aortic and pulmonary artery flow could be revealed clearly by echocardiography. The LV mass of normal rats correlated well with postmortem (r=0.9314,SEE=0.0376,P<0.0001). It’s proved that the transthoracic echocardiography can be used to accurately and noninvasively assess cardiac structure and function of the rats.
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Key words:echocardiography,Doppler;heart;rats
经胸超声心动图是准确评价心脏结构和功能的无创方法。本研究旨在评估应用超声心动图观察大鼠心脏结构和功能改变的可行性和准确性，为应用大鼠实验模型研究各种心血管疾病提供无创检查方法。
1 材料和方法
1.1 实验动物 选上海计划生育研究所的雄性SD大鼠15只，等级为清洁动物，体重200 g～300 g。
1.2 超声心动图检查 将大鼠腹腔注射戊巴比妥钠(0.04 g/kg)麻醉，仰卧位四肢固定于木板上，使木板向左倾斜30°。剃净胸毛，连接Ⅱ导ECG。使用美国ATL公司的ULTRAMARK 9型超声诊断仪，频率为10 MHz～5 MHz的宽频带线阵探头。多普勒检测频率为6.0 MHz。探头长度38 mm。实验中仪器增益固定为50 dB。图像深度调至2.5 cm。探头置于胸骨左侧，与胸骨中线成10°～30°，显示胸骨左室长轴切面，探头顺时针旋转90°显示左室短轴切面。由二维图像引导取M型曲线并进行测量。显示胸骨旁左室长轴切面后，探头略向左偏即显示肺动脉长轴切面。在胸骨旁左室长轴切面和肺动脉长轴切面上进行二尖瓣、主动脉瓣和肺动脉各瓣口的多普勒血流检测，利用Steering Angle功能，使多普勒角度尽量小，分别为18°，50°和2°。取样容积为1 mm，均置于瓣尖处。选择清晰的图像录像待以后分析。
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1.3 超声测量指标 ①左室舒张末期前壁厚度(AWT)与后壁厚度(PWT)；②左室舒张末期内径(LVDd)及收缩末期内径(LVDs)；③由左室内径(D)，根据容量公式V=1.04×D3计算左室舒张末期容积(LVEDV)和收缩末期容积(LVESV)[1]；④每搏量(SV)=LVEDV-LVESV;⑤左室短轴缩短率(FS)=(LVDd-LVDs)/LVDd×100%；⑥左室射血分数(EF)=SV/LVEDV×100%；⑦左室重量(LVM)=1.05[(LVDd+AWT+PWT)]3-LVDd3[1];⑧测量二尖瓣口的峰值血流速度(MPV)、主动脉瓣的峰值血流速度(APV)和肺动脉瓣的峰值血流速度(PAV)；⑨心率(HR)。
所有超声测值均取5个心动周期的平均值。超声测量依据美国超声心动图学会制定的标准[2]
1.4 左室重量(LVM)测定方法 正常大鼠超声检查结束后麻醉处死动物，迅速取出心脏，剪去心房、右室及大血管，保留室间隔及左室，滤纸吸去血液，用美国Denver公司的ACA-100型电子天平称量左室重量。
, 百拇医药
结果以
±s表示，对左室重量的超声测值和尸解测值进行线性回归分析。2 结果
2.1 正常大鼠心脏的超声心动图表现 左室长轴切面可以清晰地显示左室腔近似椭圆体，前壁与后壁、心内膜与外膜、乳头肌、二尖瓣、左房、左室流出道、主动脉及主动脉瓣，见图1。左室短轴切面显示左室呈圆形，侧壁显示清楚，乳头肌较发达。二维图像引导取腱索水平M型曲线，见图2。二尖瓣瓣口血流频谱为正向双峰形。主动脉瓣血流频谱为正向单峰形。肺动脉瓣血流频谱为负向单峰形，见图3。
图1 胸骨旁左室长轴切面
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图2 左室腱索水平M型曲线
图3 肺动脉瓣血流频谱
2.2 正常大鼠超声心动图及多普勒测值 见表1。
2.3 正常大鼠LVM的超声测值与实测值的关系 超声测定LVM与实测值相关良好，见图4。
图4 超声测定左室心肌重量与实测值的直线回归分析
3 讨论
超声心动图是观察心脏结构和功能的理想无创检查方法，随着超声技术的发展，7.5 MHz～12 MHz的高频探头应用，近场图像清晰，分瓣率提高，使用超声心动图观察大鼠的心脏结构和功能成为可能。已初步应用于大鼠心肌梗死和高血压病等心血管疾病模型的研究。
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表1 正常大鼠超声心动图及多普勒测值 (n=15) 指标
均值
标准差
95%可信限范围
AWT(mm)
1.92
0.19
1.5～2.1
PWT(mm)
1.80
0.1
1.5～2.0
, 百拇医药
LVDd(mm)
5.64
0.5
4.9～6.2
LVDs(mm)
2.22
0.25
2.0～2.40
LVEDV(ml)
0.18
0.05
0.12～0.24
, 百拇医药 LVESV(ml)
0.020
0.004
0.012～0.030
SV(ml)
0.16
0.04
0.10～0.21
FS(%)
57.8
4.5
50.1～62.9
, 百拇医药 EF(%)
84.4
3.5
78.8～89.2
LVM(g)
0.70
0.13
0.55～0.88
MPV(cm/s)
106
9
95～130
APV(cm/s)
, http://www.100md.com
124
14
100～150
PAV(cm/s)
117
18
96～150
HR(Bpm)
467
38
438～517
AWT：前壁厚度；PWT：后壁厚度；LVDd：左室舒张末期内径；LVEDV：左室舒张末容积；LVESV：左室收缩末容积；SV：每搏量；FS：短轴缩短率；EF：射血分数；LVM：左室重量；MPV：二尖瓣瓣口多普勒峰值血流速度；APV：主动脉瓣多普勒峰值血流速度；PAV：肺动脉瓣多普勒峰值血流速度；HR：心率 应用经胸超声心动图观测大鼠心脏，发现高频超声可以清晰显示大鼠心脏结构(如胸骨旁左室长轴、左室短轴、肺动脉长轴)和各瓣口血流频谱形态。作者所测的左室内径、室壁厚度和左室收缩指标与文献报道[3,4,5]相似；超声测定的LVM与尸解检测结果高度相关，与文献报道亦一致，表明超声检测大鼠心脏是可靠的。
, http://www.100md.com
本实验结果说明应用高频超声检测大鼠心脏结构和功能的变化是可行的。但大鼠体积小、心率快、前胸壁隆起，线阵探头不易放置，不能作剑下检查；所以检查前应作好准备，调试好仪器设置，选择适当的体位与探头位置，操作者手法要稳，才能获得清晰的图像。本研究中大鼠的经胸超声心动图检查方法，为今后动态观察大鼠心血管疾病提供了无创实时的有价值的方法。
实验方法的局限性：①由于线阵探头过长(38 mm)，大鼠小，不能获得满意的心尖四腔切面，作者是在左室长轴切面测量主动脉瓣的多普勒血流速度，取样线与血流方向夹角较大。②大鼠心率快，而仪器的多普勒和M型扫描速度最快为100/s，测量的血流频谱和室壁的M型曲线心肌运动的上升、下降速度误差相对较大，本研究未采用这组指标。这些有待于仪器和探头的改进。
参考文献：
[1] Devereux RB,Reichek N. Echocardiographic determination of left ventricular mass in man:Anatomic validation of the method[J]. Circulation,1977,55(4):613.
, 百拇医药
[2] Sahn DJ,Demaria A,Kisslo J,et al. Recommendations regarding quantitation in M-mode echocardiography:results of a survey of echocardiographic measurements[J]. Circulation,1978,58:1072.
[3] Litwin SE,Katz SE,Morgan JP,et al. Serial echocardiographic assessment of left ventricular geometry and function after large myocardial infarction in the Rats[J]. Circulation,1994,89:345.
[4] Pawlush DG,Moore RL,Musch TI,et al. Echocardiographic evaluation of size,function,and mass of normal and hypertrophied rat ventricle[J]. J Appl Physiol,1993,74:2598.
[5] Poulos JE,Gower WR,Subllebarger JT,et al. Congestive heart failure:increased cardiac and extracardiac natriuretic peptide gene expression[J]. Cardiovasc Res,1996,32:909.
收稿 1999-02-25, 百拇医药