增强型体外反搏减轻心搏骤停犬脑损伤(2)
【Key words】Enhanced external counterpulsation; Cardiac arrest; Cardiopulmonary cerebral resuscitation; Magnetic resonance imaging; Microcirculation; Dog
目前心搏骤停(cardiac arrest,CA)的抢救成功率低、预后差,心肺复苏后自主循环恢复(return of spontaneous circulation,ROSC)患者往往出现严重的神经功能后遗症。CA-ROSC后脑组织微循环灌注障碍和缺氧性脑水肿是心肺脑复苏( cardiopulmonary cerebral resuscitation,CPCR)中最常遇到的难点和焦点。
增强型体外反搏(enhanced external counterpulsation,EECP)是在心脏舒张期序贯地加压于下肢和臀部,驱动血液向主动脉返流,产生舒张期增压波。反搏过程中双脉动血流,增加心脏、脑等组织器官的血液灌流。磁共振(magnetic resonance imaging,MRI)中的弥散和灌注影像可以反映脑部水肿和血流量等情况。
, 百拇医药
EECP对心肺复苏术后机体脑的影响尚不很清楚,故本研究应用弥散加权扫描(diffusion weighted imaging,DWI)和脑灌注扫描(perfusion weighted imaging,PWI)等方法评估EECP对心搏骤停犬模型脑的影响。
1 材料与方法
1.1 实验模型建立及心肺复苏
本实验经中山大学实验动物伦理委员会批准。实验在中山大学卫生部辅助循环重点实验室和中山大学附属第一医院放射科进行。选择比格犬16只,雌雄不拘,体质量10.2~15.0 kg,犬龄18~24月。犬的麻醉、监护、致颤、心肺复苏操作按文献报道的方法[1]进行。分离右颈总动脉,超声多普勒血流量仪(TS420,Transonic,美国)探头测右颈总动脉血流量(quantity of carotid artery flow,Q)。分离右侧股动脉并插管,监测血压(SPR-249,Millar Instrument,美国)变化。针状电极描记心电图。开颅骨孔,激光多普勒血流灌注成像仪(PIM-Ⅲ,PERIMED,瑞典)测定颅内微循环灌注量。耳静脉穿刺置入静脉留置针,用于给药。心外膜交流电致颤的方式诱发CA。室颤持续无干预3 min后心肺复苏,ROSC后,重症监护2 h。
, 百拇医药
1.2 动物分组及实验过程
将其随机(随机数字法)分为2组,分别为EECP干预组和对照组(每组n=8)。EECP方法参照文献[2]报道的方法。动物取右侧卧位,以0.035~0.04 mPa/cm2压力反搏。EECP干预组实验犬在复苏后2、24、48 h行EECP干预各1 h,EECP后继续监护1 h。对照组则不予EECP干预,其他措施与EECP干预组相同。通过监护获得观察指标:动脉内平均血压(mean artery pressure)记为MAP,单位:mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa);右颈总平均动脉流量(mean quantity of right carotid artery flow)记为MQ,单位:ml/min;颅内微循环灌注量记为perfusion,单位:PU(图1)。
1.3 MRI扫描
应用3T超导磁共振扫描仪(Vision 型,西门子,德国),结合普通头部表面线圈。造影剂为德国先灵生产的磁显葡胺(Gd-diethylene triamine pentaacetic acid,Gd-DTPA)。实验犬分别于致颤前基础状态(距第2次扫描时间大于24 h)和自主循环恢复后6 h(第1天)、30 h(第2天)、54 h(第3天)进行4次磁共振成像动态扫描。MRI检查犬俯卧位,头置于线圈中央,分别行DWI扫描,自动生成ADC图,观察指标有水分子表观弥散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)。脑PWI扫描,自动生成灌注RCBF图,右侧大脑皮质感兴趣区位于脑表面至最近脑室边缘中外1/4处,范围大于0.1 cm×0.1 cm,获得各犬感兴趣区相对脑血流量(relative cerebral blood flow,RCBF),观察指标为半定量值与基础值的比值。所获图像由两名对分组不知情放射科医师共同分析诊断。
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1.4 统计学方法
本实验所得数据录入SPSS 13.0统计软件包,结果用均数±标准差(x±s)表示,两组间依据正态检验结果用t检验或用秩和检验(Mann-Whitney test),以P<0.05 为差异具有统计学意义。
2 结果
2.1 EECP干预影响MAP的结果
EECP对MAP无明显影响(图2),EECP组MAP与对照组比较差异无统计学意义(P>0.05)。心脏致颤后两组犬动脉血压均下降至25 mm Hg以下,未下降至0 mm Hg。
2.2 EECP干预影响颈总动脉流量的结果
EECP过程中平均单侧颈总动脉流量增加明显(图3)。心脏致颤后各犬单侧颈总动脉流量均下降至0 ml/min。经心肺复苏术后,动脉流量在两组中均有所恢复。复苏后当天EECP组 vs.对照组EECP-30 min点为(209.33±105.59)vs.(96.84±12.02)ml/min,F=10.358,P=0.001;EECP-60 min点为(173.77±98.91)vs.(96.66±7.18)ml/min,F=16.775,P=0.028;复苏第2天EECP组 vs.对照组EECP-30 min点为(275.87±162.45)vs.(121.02±42.51)ml/min,F=6.495,P=0.028;EECP-60 min点为(284.06±177.48)vs.(121.74±47.17)ml/min,F=8.313,P=0.021;复苏第3天EECP组 vs.对照组EECP-30 min点为(242.4±67.31)vs.(164.7±10.38)ml/min,F=11.156,P=0.028;EECP-60 min点为(250.07±81.32)vs.(169.72±19.42)ml/min,F=7.217,P=0.007。
, 百拇医药(刘荣 李欣 胡春林 江利 戴刚 冯铭哲 伍贵富 李颖庆 廖晓星)
目前心搏骤停(cardiac arrest,CA)的抢救成功率低、预后差,心肺复苏后自主循环恢复(return of spontaneous circulation,ROSC)患者往往出现严重的神经功能后遗症。CA-ROSC后脑组织微循环灌注障碍和缺氧性脑水肿是心肺脑复苏( cardiopulmonary cerebral resuscitation,CPCR)中最常遇到的难点和焦点。
增强型体外反搏(enhanced external counterpulsation,EECP)是在心脏舒张期序贯地加压于下肢和臀部,驱动血液向主动脉返流,产生舒张期增压波。反搏过程中双脉动血流,增加心脏、脑等组织器官的血液灌流。磁共振(magnetic resonance imaging,MRI)中的弥散和灌注影像可以反映脑部水肿和血流量等情况。
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EECP对心肺复苏术后机体脑的影响尚不很清楚,故本研究应用弥散加权扫描(diffusion weighted imaging,DWI)和脑灌注扫描(perfusion weighted imaging,PWI)等方法评估EECP对心搏骤停犬模型脑的影响。
1 材料与方法
1.1 实验模型建立及心肺复苏
本实验经中山大学实验动物伦理委员会批准。实验在中山大学卫生部辅助循环重点实验室和中山大学附属第一医院放射科进行。选择比格犬16只,雌雄不拘,体质量10.2~15.0 kg,犬龄18~24月。犬的麻醉、监护、致颤、心肺复苏操作按文献报道的方法[1]进行。分离右颈总动脉,超声多普勒血流量仪(TS420,Transonic,美国)探头测右颈总动脉血流量(quantity of carotid artery flow,Q)。分离右侧股动脉并插管,监测血压(SPR-249,Millar Instrument,美国)变化。针状电极描记心电图。开颅骨孔,激光多普勒血流灌注成像仪(PIM-Ⅲ,PERIMED,瑞典)测定颅内微循环灌注量。耳静脉穿刺置入静脉留置针,用于给药。心外膜交流电致颤的方式诱发CA。室颤持续无干预3 min后心肺复苏,ROSC后,重症监护2 h。
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1.2 动物分组及实验过程
将其随机(随机数字法)分为2组,分别为EECP干预组和对照组(每组n=8)。EECP方法参照文献[2]报道的方法。动物取右侧卧位,以0.035~0.04 mPa/cm2压力反搏。EECP干预组实验犬在复苏后2、24、48 h行EECP干预各1 h,EECP后继续监护1 h。对照组则不予EECP干预,其他措施与EECP干预组相同。通过监护获得观察指标:动脉内平均血压(mean artery pressure)记为MAP,单位:mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa);右颈总平均动脉流量(mean quantity of right carotid artery flow)记为MQ,单位:ml/min;颅内微循环灌注量记为perfusion,单位:PU(图1)。
1.3 MRI扫描
应用3T超导磁共振扫描仪(Vision 型,西门子,德国),结合普通头部表面线圈。造影剂为德国先灵生产的磁显葡胺(Gd-diethylene triamine pentaacetic acid,Gd-DTPA)。实验犬分别于致颤前基础状态(距第2次扫描时间大于24 h)和自主循环恢复后6 h(第1天)、30 h(第2天)、54 h(第3天)进行4次磁共振成像动态扫描。MRI检查犬俯卧位,头置于线圈中央,分别行DWI扫描,自动生成ADC图,观察指标有水分子表观弥散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)。脑PWI扫描,自动生成灌注RCBF图,右侧大脑皮质感兴趣区位于脑表面至最近脑室边缘中外1/4处,范围大于0.1 cm×0.1 cm,获得各犬感兴趣区相对脑血流量(relative cerebral blood flow,RCBF),观察指标为半定量值与基础值的比值。所获图像由两名对分组不知情放射科医师共同分析诊断。
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1.4 统计学方法
本实验所得数据录入SPSS 13.0统计软件包,结果用均数±标准差(x±s)表示,两组间依据正态检验结果用t检验或用秩和检验(Mann-Whitney test),以P<0.05 为差异具有统计学意义。
2 结果
2.1 EECP干预影响MAP的结果
EECP对MAP无明显影响(图2),EECP组MAP与对照组比较差异无统计学意义(P>0.05)。心脏致颤后两组犬动脉血压均下降至25 mm Hg以下,未下降至0 mm Hg。
2.2 EECP干预影响颈总动脉流量的结果
EECP过程中平均单侧颈总动脉流量增加明显(图3)。心脏致颤后各犬单侧颈总动脉流量均下降至0 ml/min。经心肺复苏术后,动脉流量在两组中均有所恢复。复苏后当天EECP组 vs.对照组EECP-30 min点为(209.33±105.59)vs.(96.84±12.02)ml/min,F=10.358,P=0.001;EECP-60 min点为(173.77±98.91)vs.(96.66±7.18)ml/min,F=16.775,P=0.028;复苏第2天EECP组 vs.对照组EECP-30 min点为(275.87±162.45)vs.(121.02±42.51)ml/min,F=6.495,P=0.028;EECP-60 min点为(284.06±177.48)vs.(121.74±47.17)ml/min,F=8.313,P=0.021;复苏第3天EECP组 vs.对照组EECP-30 min点为(242.4±67.31)vs.(164.7±10.38)ml/min,F=11.156,P=0.028;EECP-60 min点为(250.07±81.32)vs.(169.72±19.42)ml/min,F=7.217,P=0.007。
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