劉超　李圣博　劉鴻昊　姚星星　焦周陽　文冰

【摘要】目的 觀察心臟輔助裝置對于不同心衰程度的急性心力衰竭（Heart Failure HF）犬的血流動力學參數(shù)的影響。方法18條健康清潔的犬，體重24-36kg，隨機分為3組，通過冠脈微栓塞法使心輸出量、平均動脈壓等其他血流動力學參數(shù)分別不同程度的減少小于30%、30%～50%、大于50%；分別對應A、B、C三組。對于造模成功的動物采用雙心室輔助，并在實驗開始時采用1：1的頻率輔助，記錄主動脈壓力，心輸出量等血流動力學參數(shù)。結(jié)果 通過心臟直接輔助裝置的應用，能夠使心輸出量（CO）和平均動脈壓（MAP）得到不同程度的提高；收縮壓、舒張壓也相應的提高；A、B、C三組的血流動力學指標的差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。結(jié)論 與心臟收縮同步的心臟輔助裝置對于急性心衰犬能夠改善心臟的收縮能力，輔助心臟的收縮，提高其心輸出量，使其血流動力學參數(shù)得以提高。

【關(guān)鍵詞】心臟輔助裝置；急性心力衰竭；血流動力學

【中圖分類號】R541.6+1【文獻標識碼】A

本研究首在觀察心臟輔助裝置對于不同心衰程度的急性心力衰竭犬的血流動力學參數(shù)的影響。

1. 材料和方法

1.1 材料：18條健康清潔的犬，體重24-36kg，由鄭州大學動物實驗中心提供。通過鄭州大學第一附屬醫(yī)院醫(yī)學科研倫理審查委員會審查，該項目研究內(nèi)容和過程遵循國際及國家頒布的有關(guān)生物醫(yī)學研究的倫理要求。輸液泵（Infusomat （r） P， B.Braun Melsungen AG）、動物麻醉機（Datex.ohmeda Aespire7100）、心電監(jiān)護儀（Mindray，邁瑞公司）、球囊反搏泵（Autocat2，ARROW international公司）、超聲儀（飛利浦IE33，飛利浦公司）、鄭州大學重點實驗室。

1.2 心臟輔助裝置：該裝置擬設計為氣動泵，外層使用塑料盤旋成錐形，內(nèi)層使用橡膠制成兩個雙層密封氣囊，分別按照左右心室的表面形狀及大小進行制作，按照左右心室的位置固定在外層殼壁上，靠近心尖部的氣囊開口與進氣管道粘合到一起，并固定在外層殼壁的心尖部位上。該裝置設計完成后可連接 IABP 機，同時將設置IABP 機器的相關(guān)參數(shù)，使其能在心臟收縮時充氣，舒張時放氣，以達到輔助心臟的效果。

1.3 實驗步驟：18條犬通過靜脈應用鹽酸氯胺酮10mg/kg實施基礎麻醉，靜脈注射鹽酸氯胺酮2mg/kg、1-2mg/kg丙泊酚進行麻醉維持。在股動脈插入6F的造影管行冠脈造影，在用3F的微導管至栓塞部位（左前降支第一對角支），注射微球（98-115μm ），微球濃度40000個/L，每次1-2ml，連續(xù)2-3次，通過超聲觀察心輸出量的變化（不同程度的減少小于30%、30%-50%、大于50%；分別對應A、B、C三組。），達到急性心衰模型標準。

18條犬通過靜脈應用鹽酸氯胺酮10mg/kg實施基礎麻醉，靜脈注射鹽酸氯胺酮2mg/kg、1-2mg/kg丙泊酚進行麻醉維持。經(jīng)口喉鏡插管內(nèi)徑（6.5-7.5mm），連接動物呼吸機輔助呼吸，設定呼吸頻率20-25次/分，潮氣量10-15ml/kg，氧氣流量1.5-2L/分，常規(guī)靜脈置留置針輸注平衡液10ml/kg/h。通過正中切口開胸，剪除部分心包，暴露心臟。然后該裝置置于心臟表面，將裝置的左右氣囊正對左右心室將整個心臟置入裝置內(nèi)，并在心包內(nèi)進行固定，將裝置下端經(jīng)劍突下皮膚穿出并固定，連接體外IABP管道，連接心電圖進行心臟輔助。

將所有建模成功的動物采用雙心室輔助，并在實驗開始時采用1：1（心臟跳動1次，裝置輔助1次）的頻率，記錄主動脈壓力，心輸出量等。通過股動脈置導管監(jiān)測主動脈血壓值。在超聲引導下，并再次測量以上相關(guān)數(shù)據(jù)并進行統(tǒng)計分析，直接心臟輔助裝置對血流動力學參數(shù)的影響。

1.4 統(tǒng)計學方法：應用SPSS 17.0軟件統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)采用樣本均數(shù)±標準差（x±s）表示。其中數(shù)據(jù)的比較采用方差分析法（ANOVA），多個樣本均數(shù)的兩兩比較用Bonferroni法檢驗。

2. 結(jié)果

18條犬均為造模成功的。不同心衰程度的急性心衰的心臟在直接心臟輔助裝置的輔助下，血流動力學的參數(shù)發(fā)生改變，但是輔助前后心率的變化不大。在接受心臟輔助后，A、B、C三組其心輸出量及血壓得到明顯改變。

與正?；€相比，通過冠脈微栓塞法形成的心衰模型，其血流動力學參數(shù)均至少下降小于30%、30%-50%、大于50%。A組：心輸出量從原來的（2.79±0.42）L/min降到（2.23±0.24）L/min，通過輔助后變?yōu)椋?.20±0.34 ）L/min。主動脈收縮壓從原來的（142.0±6.8）mmHg降到（113.6±8.03）mmHg，通過輔助后變?yōu)椋?09.8±7.8）mmHg。主動脈舒張壓從原來的（103.2±8.1）mmHg降到（82.5±5.0）mmHg，通過輔助后變?yōu)椋?0.5±6.2）mmHg。平均主動脈壓從原來的（116.2 ±9.5）mmHg降到（92.9±6.8）mmHg，通過輔助后變?yōu)椋?1.8±10.5）mmHg。輔助前后心率變化不大（135.4±9.0）比（134.0±10.8）次/分。

B組：心輸出量從原來的（2.82±0.39）L/min降到（1.69±0.32）L/min，通過輔助后變?yōu)椋?.10±0.34 ）L/min。主動脈收縮壓從原來的（140.0±7.8）mmHg降到（83.4±8.03）mmHg，通過輔助后變?yōu)椋?05.4±7.8）mmHg。主動脈舒張壓從原來的（101.2±8.1）mmHg降到（60.7±4.5）mmHg，通過輔助后變?yōu)椋?8.9±6.2）mmHg。平均主動脈壓從原來的（110.2 ±8.5）mmHg降到（66.2±7.4）mmHg，通過輔助后變?yōu)椋?7.5±8.5）mmHg。輔助前后心率變化不大（102±8.0）比（101.0±9.0）次/分。

C組：心輸出量從原來的（2.75±0.38）L/min降到（1.08±0.34）L/min，通過輔助后變?yōu)椋?.98±0.22 ）L/min。主動脈收縮壓從原來的（139.0±5.4）mmHg降到（55.6±8.2）mmHg，通過輔助后變?yōu)椋?06.5±7.8）mmHg。主動脈舒張壓從原來的（100.2±9.2）mmHg降到（42.5±6.2）mmHg，通過輔助后變?yōu)椋?8.5±7.2）mmHg。平均主動脈壓從原來的（114.2 ±8.3）mmHg降到（45.8±7.2）mmHg，通過輔助后變?yōu)椋?0.4±7.5）mmHg。輔助前后心率變化不大（121.4±7.0）比（122±9.3）次/分。

對于B、C組，通過心臟輔助后，其心輸出量、平鈞動脈壓，均得到明顯的提高，其差異具有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。而對于A組，其血流動力學參數(shù)變化不大，其差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。

3. 討論

本實驗的目的是通過心臟直接輔助裝置對急性心衰犬進行輔助，輔助心臟收縮，增加搏出量，使其血流動力學參數(shù)得以恢復。并且觀察輔助裝置對于不同心衰程度的急性心衰犬輔助后其血流動力指標的變化。本實驗的結(jié)果說明該裝置使B、C組心衰犬的血流動力學參數(shù)恢復到正常的80-90%左右，然而對于A組，其血流動力學指標的變化不大。對于ABC三組輔助前后，其心率的變化的差異無統(tǒng)計學意義。國外研究表明，通過直接輔助裝置，對心率的影響并不大，輔助前后之間的差異無統(tǒng)計學意義[1-2]。輔助的心臟在收縮期以及舒張期的冠脈灌注未受到影響，反而因為舒張期壓力的升高，冠脈血流量有一定程度的增加，加上心肌耗氧減少，有利于心肌的恢復.

該裝置置入簡單、外在的包裹在心臟表面上，采用由ECG信號激發(fā)的，與心臟的跳動同步，隨心臟的收縮而擠壓心臟，從而使衰弱的心臟增加每搏輸出量達到輔助效果。該裝置不僅減少了出血，而且不損傷心肌，避免了血液接觸的心室輔助裝置所造成的心肌損害，避免了與血液直接接觸引起的血栓栓塞和出血、感染、以及血管并發(fā)癥等生物兼容性的問題。

對于三種不同心衰程度的急性心衰犬進行心臟輔助時，該裝置能夠提高急性心衰犬的血流動力學指標，主要是在于裝置的充氣時間與心動周期密切相關(guān)（采用由ECG信號激發(fā)的，與心臟的跳動同步），如果過早、過晚的充氣，則會都使心肌灌注減少[3]。因此，實驗研究必須保證心動周期與氣囊的充放氣是同步的，（在QRS波的起點作為充氣的起點）。根據(jù)左右心室的大小與壓力分布，將輔助裝置的兩個獨立的氣囊，分別置于左右心室的表面，建立了一個生理性的左心室射血過程，并且氣囊緊密貼合在心臟表面，保證了擠壓過程中不會產(chǎn)生長軸方向上的縮短（即心尖向心底運動）。該裝置外在的機械性擠壓和舒張心臟，根據(jù)心電信號，按1：1的輔助頻率進行操作，當心臟收縮時，用球囊反搏泵使氣囊充氣，擠壓使心臟外側(cè)-室間隔方向（橫軸）明顯縮短，前后方向與長軸方向（即心尖-心底方向）延長，減少收縮末期容積。當氣囊放氣時，會有產(chǎn)生一定的負壓，使氣囊緊貼心臟，有助于心臟的舒張，使心臟外側(cè)-室間隔方向（橫軸）相對延長，使舒張末期容積增加，相對的增加每搏輸出量，以致于心輸出量得以提高。對于中重度心衰，該裝置的心臟外側(cè)-間隔方向的縮短顯著增加會更加明顯，因此心功能得以恢復的更多。國外的研究表明：在心臟輔助裝置下，心臟外側(cè)-間隔方向的縮短顯著增加，而前后方向與長軸方向的縮短無明顯變化[4]。

本研究中，對于不同心衰程度的急性心衰犬進行輔助，輔助前后心率的變化不明顯，但是還是相對低于輔助前狀態(tài)的心率，舒張期相對延長，增加冠脈的灌注，減少了心肌的能量的消耗，儲存部分心肌能量。由于裝置的周期性的充盈與舒張壓縮左心室而泵血，增加舒張末期容積，減少了收縮末期的容積，增加搏出量，使動脈壓升高，心輸出量提高，保證了組織器官的灌注。

本實驗通過心臟直接輔助裝置對不同心衰程度的急性心衰犬進行輔助，在充氣狀態(tài)下輔助心臟收縮，放氣狀態(tài)下虹吸心臟使心臟舒張，從而增加搏出量，使中重度心衰的血流動力學參數(shù)得以恢復。國內(nèi)外直接輔助裝置對于慢性心衰的研究相對較少，對于其使血流動力的改變，仍需進一步去驗證。由于本實驗是對三種心衰程度進行心臟輔助，通過本研究可以繼續(xù)對加強對心臟輔助裝置的改進，而且動物實驗所得出的結(jié)論可以向輔助裝置的應用領域擴展提供一定的理論和實踐基礎，為后期的臨床研究提供重要的依據(jù)。

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