应用背向散射积分技术评价糖尿病大鼠心肌纤维化(3)
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本实验结果显示,DM组12周和24周组胶原含量均显著高于CN组,表明早期即出现胶原的增生。且主要是Ⅰ型胶原在细胞间质的广泛、弥漫性表达并进行性增多,使DM大鼠心肌僵硬度增加,这与文献[2]报道一致。Ⅲ型胶原表达先有增加,24周后减少。因HPC在胶原中含量较恒定(12.7%),故本研究应用HPC反映心肌胶原总含量。Masson定性分析显示自第4周起,DM组胶原含量明显高于CN组,这是DCM的直接证据。超微结构亦可见DM组随病程延长心肌间质内成纤维细胞增生,大量胶原微纤维成束出现。
IBS技术是近年来发展起来的无创超声诊断技术,通过探测组织的声学参数来定量描述正常和病理组织的特性,从而评价与分析组织病理结构的类型和程度[3]。IBS偏重于反映静力学(如MF、水肿、坏死等)变化,而CVIB偏重于反映动力学(与心肌收缩力相关的如肌节长度、肌纤维方向等)变化,与收缩功能有关〔1〕。国外学者[4-6]也发现CVIB值随着心肌收缩力的变化而变化,一旦CVIB值发生了明显改变,也就表明心肌组织的收缩功能发生了改变。因为IBS值与心肌纤维方向与超声束之间的夹角有关,显示了声学特征的角度依赖性。平行时散射最小,垂直时散射最大,在左心室长轴和短轴切面的前间隔和后壁可获得稳定的IBS和CVIB,而在其他切面及其他室壁心肌变异较大。因此,本试验以左室后壁作为观测点。
本实验IBS显示,自4周起DM组IBS%较同期CN组显著增高,随病程延长逐渐升高。可能系DCM大鼠心肌细胞及血管周围胶原纤维增多,造成散射原排列紊乱,ROI区散射原密度增多,从而引起IBS增加。相关分析显示,IBS%与MF指标HPC、CVF、PVCA、胶原蛋白Ⅰ和Ⅲ的表达呈正相关,可以用来评价MF,IBS技术可以用来反映DCM不同发展阶段心肌的组织学损伤。同时也说明在高血糖环境中4周已出现胶原纤维增多,IBS可以早期发现这种变化,是较敏感的指标。CVIB在第4周时尚无明显变化,12周时有所下降,但未有统计学意义,第24周LVEF尚处在正常范围时,CVIB可见明显下降,说明在24周时DCM大鼠心肌收缩功能储备已下降。与苗雅等〔7〕报道的结果类似。超微结构显示,肌丝的大量丢失必然导致心肌收缩功能降低,线粒体增生表明能量代谢紊乱,可致心肌顺应性降低。其机制可能为:糖尿病使机体能量代谢障碍,心肌纤维化,致其僵硬度增加,顺应性减低;细胞及血管周围纤维增多可影响心肌兴奋性及传导,并使氧的弥散距离加大从而增加心律失常、心肌缺血的危险性,使心功能下降。因糖尿病心肌病早期无临床症状和体征,临床上有明确的早期诊断是困难的。若在亚临床阶段利用IBS技术即得到诊断并客观评价左室功能,早期采取有效措施防止心脏功能进一步受损,对延缓DC的发展及改善预后将有重要意义。
综上所述,胶原蛋白Ⅰ持续性增加是DCM模型鼠MF的主要原因。IBS%可以早期发现DCM,并监测MF程度。通过对CVIB的监测,可以反映中晚期DCM心肌收缩功能的储备。IBS技术有望成为临床上评价MF的重要方法。
[参考文献]
[1]李华,万征,黄灿亮.超声背向散射技术的基础研究与临床应用[J].中国医学影像学杂志,2004,12(3):218-220.
[2]Weder K T.Cardiac interstitium in health and disease:the fibrillar collagen network[J].J Am Coll Cardiol,1989,13:1637-1652.
[3]李越.超声心动图新技术[M].北京:科学技术文献出版社,2001:181-191.
[4]Madaras E I,Barizai B,Perel J E,et al.Changes in myocardial backscatter tissue characterization throughout the cardiac cycle[J] ......
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