孫妍，王建德，李曉妮，張麗，張茗卉，唐越，賈六軍，孟亮，王浩

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超聲心動圖引導(dǎo)建立小型豬主動脈瓣反流模型的方法學(xué)研究

孫妍*，王建德，李曉妮，張麗，張茗卉，唐越，賈六軍，孟亮，王浩

摘要

目的：研究如何應(yīng)用超聲心動圖引導(dǎo)建立小型豬主動脈瓣反流模型。

方法：選用中華小型豬，靜脈全麻后測量體重，并行超聲心動圖檢查，排除主動脈瓣病變。將實(shí)驗(yàn)豬頸部小切口，暴露頸動脈，置入鞘管后送導(dǎo)管至主動脈竇部，用硬導(dǎo)絲穿出導(dǎo)管，調(diào)整導(dǎo)管位置，造成主動脈瓣損傷。超聲評估主動脈瓣損傷情況及反流量。處死動物，取心臟，觀察主動脈瓣損害情況。

結(jié)果：共入選中華小型豬7只，雄性4只，雌性3只，動物平均體重（24.7±3.6）kg。共5只順利完成超聲引導(dǎo)下主動脈瓣反流模型，造成少量反流1只，少-中量反流1只，中量反流2只，大量反流1只。其中4只造成瓣葉穿孔，1只造成瓣葉撕裂。

結(jié)論：（1）超聲心動圖可以順利引導(dǎo)導(dǎo)絲穿過主動脈瓣并導(dǎo)致不同程度主動脈瓣損傷，用于小型豬主動脈瓣反流造模方法可靠。（2） 超聲心動圖可明確主動脈瓣損傷部位及損傷程度。

關(guān)鍵詞模型，動物；超聲心動描記術(shù)；主動脈瓣反流

作者單位：100037北京市，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院國家心血管病中心阜外醫(yī)院超聲科（孫妍、王建德、李曉妮、張麗、張茗卉、王浩），動物實(shí)驗(yàn)中心（唐越、賈六軍、孟亮）

（Chinese Circulation Journal，2016，31：495.）

主動脈瓣反流是常見的心血管疾病之一。主動脈瓣反流的總體發(fā)病率Singh等［1］和Lebowitz等［2］的結(jié)果分別為4.9%和10%，顯著的主動脈瓣反流明顯影響患者生活質(zhì)量及預(yù)期壽命［3］。無論是內(nèi)科還是外科治療主動脈瓣反流都需要了解不同程度主動脈瓣反流對心臟結(jié)構(gòu)功能的影響及其自然進(jìn)程，藥物干預(yù)效果，手術(shù)時(shí)機(jī)選擇等重要資料［4，5］。然而患者常有多種混雜因素［6］，這些合并癥使我們對疾病的分析增加了難度。應(yīng)用動物造模是對單病種疾病發(fā)生發(fā)展規(guī)律研究的重要手段之一。由于超聲可以實(shí)時(shí)觀察導(dǎo)管等介入器材在心血管內(nèi)位置，因而也被用于心臟造模過程中引導(dǎo)術(shù)者進(jìn)行操作，同時(shí)還可以實(shí)時(shí)評估造模效果。我們希望通過本研究建立一種簡單方便，無創(chuàng)及對操作者無放射損害的主動脈瓣反流造模方法。穿刺頸總動脈，置入6 F動脈鞘管，經(jīng)動脈鞘置入5F豬尾導(dǎo)管，超聲心動圖引導(dǎo)導(dǎo)管至主動脈竇部并固定（圖1）。置入硬導(dǎo)絲，超聲心動圖觀察以確定硬導(dǎo)絲穿過豬尾導(dǎo)管上小孔。③建立主動脈瓣反流模型：豬尾導(dǎo)管停留在主動脈竇，超聲心動圖引導(dǎo)，用硬導(dǎo)絲刺穿主動脈瓣葉，超聲心動圖檢測確定反流程度（圖2）。④模型建立后完成超聲檢查，處死動物，取除心臟，觀察主動脈瓣損傷情況（圖3）。

圖1　胸骨旁左心室長軸切面，箭頭所指為豬尾導(dǎo)管位置

圖2　胸骨旁左心室長軸切面彩色多普勒，主動脈瓣反流形成（LA：左心房；LV：左心室；AO：主動脈）

圖3　豬心臟大體標(biāo)本，箭頭所指為穿孔部位

1 材料與方法

實(shí)驗(yàn)動物：2014-05至2014-12共入選中華小型豬7只，雄性4只，雌性3只，體重（24.7±3.6） kg，無微量以上主動脈瓣反流。實(shí)驗(yàn)動物由我院動物實(shí)驗(yàn)中心提供。本實(shí)驗(yàn)通過我院倫理委員會批準(zhǔn)。

超聲心動圖圖像采集及分析：經(jīng)胸超聲心動圖使用飛利浦公司iE33機(jī)型，X5-1，基線和造模后均進(jìn)行了全面心臟圖像采集，包括M-型、二維超聲及組織多普勒圖像（TDI）。全部圖像采集和分析全部由同一名操作者進(jìn)行，圖像分析應(yīng)用飛利浦公司Qlab軟件。

實(shí)驗(yàn)操作流程：（1）動物鎮(zhèn)靜及麻醉：①動物入選：按預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)選取中華小型豬。②動物麻醉及肝素化：實(shí)驗(yàn)對象禁食禁水8 h以上，氟芬合劑2～3 ml/只皮下注射，戊巴比妥鈉每只10 mg/kg皮下注射，建立氣管插管并連接機(jī)械通氣裝置后用3：1氧化亞氮和氧氣混合氣體維持通氣。靜脈注入肝素8 000 U，后每隔1 h追加注射肝素2 000 U。③已麻醉好的中華小型豬固定在手術(shù)臺上，心前區(qū)備皮，連接心電監(jiān)護(hù)。（2）建立主動脈瓣反流模型：①超聲觀察雙側(cè)頸動脈，選較粗一側(cè)為手術(shù)入路。②碘伏消毒頸部手術(shù)區(qū)域，做小切口，尋找并游離部分頸總動脈，

2 結(jié)果

共進(jìn)行主動脈瓣反流造模實(shí)驗(yàn)7只豬，除1只為先天性心臟病，室間隔缺損外，其余6只豬心內(nèi)結(jié)構(gòu)均正常。由于本研究主要是方法學(xué)探索，因而沒有排除具有室間隔缺損的豬。共5只順利完成超聲引導(dǎo)下主動脈瓣反流模型，1只由于未使用豬尾導(dǎo)管置入引導(dǎo)，硬導(dǎo)絲直接穿破左心室引起心包填塞，導(dǎo)致死亡。1只穿破主動脈左冠竇至左心房，形成主動脈左心房瘺，其余5只改為超聲引導(dǎo)豬尾導(dǎo)管置入竇部，并固定，硬導(dǎo)絲穿刺主動脈瓣，均導(dǎo)致不同程度的主動脈瓣穿孔及反流，順利完成超聲引導(dǎo)下主動脈瓣反流模型，造成少量反流1只，少-中量反流1只，中量反流2只，大量反流1只。反流方向3只為偏心反流，2只為中心性反流。反流部位3只位于左冠竇，2只位于無冠竇。大體標(biāo)本觀察，主動脈左冠竇均有不同程度受損，表現(xiàn)為出血和水腫。2只損傷同時(shí)出現(xiàn)在左冠竇和無冠竇。瓣膜共4只出現(xiàn)穿孔，其中3只位于左冠竇，1只位于無冠竇，穿孔大小為1～3 mm。1只為無冠瓣瓣緣撕裂3.5 mm。受損瓣葉同超聲判斷一致。瓣膜損害程度與反流情況見表1。

表1　瓣膜損害與瓣膜反流程度

3 討論

目前，國內(nèi)外主動脈瓣反流造模的方法主要集中在如下幾個(gè)方面：（1）引導(dǎo)方式的選擇上：通過X線引導(dǎo)及超聲心動圖引導(dǎo)［7］；（2）入路選擇上：開胸外科直視下造模［8］，內(nèi)科介入方法造模［9］，通過某種食物（如，高膽固醇食物［10］等）喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)動物造模；在介入方法造模方面，穿刺的大動脈選擇上也有不同，主要集中在股動脈［11］或頸總動脈［8，12］；（3）制造主動脈瓣反流的方法：通過導(dǎo)絲在主動脈瓣上打孔制造反流［11］，通過室間隔封堵器懸掛在主動脈瓣葉上制造反流［13］；（4）模型動物選擇上：有大鼠，兔，豬及狗等小型及大型動物。小型動物成本低，一般開胸操作，對進(jìn)一步的研究有一定局限性；大型動物成本較高，但可采用介入手段造模，飼養(yǎng)后可觀察藥物療效并且可以進(jìn)行外科及介入治療。盡管方法繁多，但這些方法制造的主動脈瓣反流主要缺點(diǎn)歸結(jié)起來有：（1）通過X線引導(dǎo)造模，射線對操作者身體有一定損傷，需要雜交手術(shù)間，增加操作成本；（2）外科開胸直視下造模，死亡率高，破壞了原有的心臟結(jié)構(gòu)，與實(shí)際患者主動脈瓣反流的發(fā)生情況不符；食物喂養(yǎng)干預(yù)造模，耗時(shí)長，主動脈瓣反流發(fā)生率低，且在機(jī)制探索上只能與該種因素相關(guān)，不能復(fù)制人類主動脈瓣反流的發(fā)生情況；（3）通過在主動脈瓣上打孔制造的主動脈瓣反流，通常其反流程度很輕，不能制造中重度主動脈瓣反流；通過在主動脈瓣葉上懸掛室間隔封堵器，通常只能制造重度主動脈瓣反流，且實(shí)驗(yàn)成本高，一旦主動脈瓣葉撕裂，封堵器脫落，可因栓塞使實(shí)驗(yàn)動物短時(shí)間內(nèi)死亡。

我們所建立的模型具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）操作簡便，對操作者無傷害；（2）可重復(fù)性高；（3）能制造急性、慢性，輕、中、重度反流，以吻合人類主動脈瓣反流發(fā)生的不同病程和反流程度；（4）排除混雜因素，如不破壞除主動脈瓣外的原有心臟結(jié)構(gòu)；（5）超聲直視下引導(dǎo)導(dǎo)管放置位置，減少置管的盲目性，縮短手術(shù)時(shí)間并提高造模成功率；（6）對實(shí)驗(yàn)動物損傷小，可以保證術(shù)后長期存活，以利于觀察慢性主動脈瓣反流所引起的一系列反應(yīng)；（7）造模過程中及時(shí)準(zhǔn)確評估反流量，判斷是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，決定是否進(jìn)一步操作還是完成造模；（8）相對于X射線引導(dǎo)下造模操作，該研究安全性能高，操作者及受試者無輻射損傷；手術(shù)成本低，不需要雜交手術(shù)間，不需要造影劑；對受試動物影響小，造模后如果觀察藥物治療效果，X射線及造影劑可能會引起部分藥物的藥代動力學(xué)產(chǎn)生改變。

主動脈瓣反流模型的方法學(xué)確立，將有利于主動脈瓣反流研究的開展、推廣和深入研究［14］。利用主動脈瓣反流動物模型可進(jìn)行的研究包括：（1）了解不同病程和不同程度的主動脈瓣反流對左心室形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的影響，為患者選擇最佳擇期手術(shù)時(shí)機(jī)提供理論依據(jù)［15］；（2）深入認(rèn)識主動脈瓣反流，由于本方法進(jìn)行造模沒有破壞心臟結(jié)構(gòu)，介入手術(shù)，對動物損傷較小，動物可以繼續(xù)飼養(yǎng)，觀察不同程度主動脈瓣反流進(jìn)展情況，或分組給藥，觀察藥物治療效果；（3）該研究沒有進(jìn)行開胸手術(shù)，所以不影響經(jīng)胸超聲觀察主動脈瓣反流情況。并可以通過超聲心動圖研究不同程度慢性主動脈瓣反流，各時(shí)間段對心臟結(jié)果功能，包括應(yīng)變，扭轉(zhuǎn)等多項(xiàng)參數(shù)研究；（4）了解主動脈瓣反流對冠狀動脈循環(huán)的影響［16］；（5）提高評估主動脈瓣反流量的準(zhǔn)確性，拓展主動脈瓣反流量評估方式，如三維超聲方法評估等；（6）為外科介入方法（TAVI）治療主動脈瓣反流提供動物模型。本研究提示：（1）超聲心動圖可以順利引導(dǎo)導(dǎo)絲穿過主動脈瓣并導(dǎo)致不同程度主動脈瓣損傷，用于小型豬主動脈瓣反流造模方法可靠；（2）超聲心動圖可明確主動脈瓣損傷部位及損傷程度。

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（編輯：汪碧蓉）

Establishment of Aortic Regurgitation Model in Chinese Miniature Pigs Under Echocardiography Guidance

SUN Yan**，WANG Jian-de，LI Xiao-ni，ZHANG Li，ZHANG Ming-hui，TANG Yue，JIA Liu-jun，MENG Liang，WANG Hao.
Department of Echocardiography，Cardiovascular Institute and Fu Wai Hospital，CAMS and PUMC，Beijing （100037），China

Abstract

Objective：To establish the aortic regurgitation model in Chinese miniature pigs under echocardiography guidance.

Methods：The animal models were established by following steps：general anesthesia，measuring body weight and then receiving echocardiography examination to exclude aortic valve lesions； carotid artery was exposured by surgery，catheter was sent to aortic sinus with stiff guide wire penetrates and the position of catheter was adjusted to obtain aortic valve damage.The aortic valve injury and regurgitation were evaluated by ultrasound； then the pigs were killed and the heart was taken to observe aortic valve damage.

Results：A total of 7 pigs were used including 4 male and 3 female with the mean body weight of （24.7 ± 3.6） kg.Aortic regurgitation model was successfully established in 5 pigs including 1 mild，1 mild-moderate，2 moderate，1 severe aortic valve regurgitation，and 4 were with valve leaflets perforation and 1 with leaflets tearing.

Conclusion：①Echocardiography can smoothly guide wire go through aortic valve and make valve damage at different degrees，it is reliable to establish aortic valve regurgitation model in experimental pigs.②Echocardiography may clearly identify the position and degree for aortic valve injury.

Key wordsAnimal model； Echocardiography； Aortic regurgitation

基金項(xiàng)目：國家自然基金項(xiàng)目（81271583）

作者簡介：孫妍主治醫(yī)師博士主要從事心臟超聲研究Email：sunxiaoyan01@sina.com*目前在首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京兒童醫(yī)院心臟超聲科工作**Now work in Beijing Children's Hospital，Capital Medical University通訊作者：王浩Email：hal6112@gmail.com

中圖分類號：R541

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1000-3614（2016）05-0495-04

doi：10.3969/j.issn.1000-3614.2016.05.018

Corresponding Author：WANG Hao，Email：hal6112@gmail.com

收稿日期：（2015-09-29）