劉曉雨，譚 文

（華南理工大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院/生物醫(yī)藥前孵化器研究中心/廣東省發(fā)酵與酶工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510006）

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用壓力-容積環(huán)評(píng)價(jià)大鼠心功能方法的改進(jìn)及注意事項(xiàng)

劉曉雨，譚 文

（華南理工大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院/生物醫(yī)藥前孵化器研究中心/廣東省發(fā)酵與酶工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510006）

【摘要】目的 探討應(yīng)用壓力-容積環(huán)（pressure-volume loop，PV Loop）評(píng)價(jià)大鼠心功能過(guò)程中的影響因素及方法改進(jìn)原則，分析主動(dòng)脈弓縮窄（transverse aortic constriction，TAC）誘導(dǎo)的壓力負(fù)荷對(duì)大鼠心臟功能的影響，從而為大鼠健康或疾病狀態(tài)下的心功能分析提供更為科學(xué)全面的方法。方法 采用壓力容積傳感器從大鼠的頸動(dòng)脈插入左心室，調(diào)整傳感器到合適位置來(lái)改善壓力-容積環(huán)的形狀，結(jié)合配套軟件對(duì)心功能進(jìn)行多方面的評(píng)價(jià)，分別從壓力及容積的定標(biāo)、導(dǎo)管在左心室腔內(nèi)的位置、呼吸機(jī)對(duì)測(cè)定的影響等方面分析應(yīng)用壓力-容積環(huán)測(cè)定大鼠心功能時(shí)的操作要點(diǎn)。結(jié)果 （1）通過(guò)頸靜脈注射適量的高滲鹽水定標(biāo)，扣除心室壁平行電導(dǎo)率引起的容積，可以獲得準(zhǔn)確的左心室容積。（2）適度調(diào)節(jié)壓力-容積導(dǎo)管，使傳感器的位置完全進(jìn)入心室但又不接觸心室壁，可以得到更好的壓力-容積信號(hào)。（3）停止呼吸機(jī)適當(dāng)時(shí)間，消除非自主呼吸對(duì)測(cè)定的影響，有助于獲得更穩(wěn)定的數(shù)據(jù)。采用這一方法對(duì)主動(dòng)脈縮窄手術(shù)（誘導(dǎo)心肌肥大）后1個(gè)月的大鼠進(jìn)行分析，可以更好地評(píng)價(jià)大鼠在正常和疾病狀態(tài)下的心功能。結(jié)論 本研究從容積定標(biāo)、導(dǎo)管位置和呼吸機(jī)等方面對(duì)大鼠心臟的壓力-容積環(huán)測(cè)定方法進(jìn)行了改進(jìn)和完善，并通過(guò)分析正常和心肌肥大的大鼠心功能驗(yàn)證了該方法的可靠性。

【關(guān)鍵詞】壓力-容積環(huán)；主動(dòng)脈弓縮窄；心功能；方法改進(jìn)

左心室壓力-容積環(huán)分析［1］在嚙齒類(lèi)動(dòng)物生理、病理狀態(tài)下的心功能評(píng)價(jià)中應(yīng)用廣泛，已經(jīng)成為基礎(chǔ)研究中公認(rèn)的評(píng)價(jià)動(dòng)物心功能變化的“金標(biāo)準(zhǔn)”之一。采用壓力-容積關(guān)系比較負(fù)荷和變力性對(duì)心室收縮的影響，表明負(fù)荷變化對(duì)心臟各項(xiàng)指數(shù)的影響與其對(duì)變力刺激敏感性接近，并且壓力-容積關(guān)系參數(shù)理論分析的結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)一致［2］。通過(guò)這一方法對(duì)心肌梗塞引起的心衰進(jìn)行功能評(píng)價(jià)，表明心肌缺血后，隨著時(shí)間推移，從代償性重構(gòu)逐步發(fā)展為失代償?shù)男乃?，心臟收縮和舒張功能均發(fā)生一系列顯著變化［3］，在衰老相關(guān)的晚期心衰大鼠中也可以觀察到心臟各項(xiàng)參數(shù)的變化［4］。目前，基于清醒小鼠的壓力-容積環(huán)分析檢測(cè)也被建立起來(lái)［5］，從而可以連續(xù)觀察清醒狀態(tài)下心臟收縮的變化情況。

壓力-容積環(huán)分析也廣泛用于大型動(dòng)物或臨床人體心功能的評(píng)價(jià)［6-12］。采用這一方法，結(jié)合超聲心動(dòng)圖等技術(shù)，對(duì)具有正常射血分?jǐn)?shù)的心衰病人（HFNEF）進(jìn)行分析，表明不同病人之間具有不同的生理病理學(xué)機(jī)制［6-7］。近期一項(xiàng)研究將這一技術(shù)測(cè)定各種心血管疾病病人的心功能，表明壓力-容積關(guān)系能更好地區(qū)分不同的臨床癥狀的病人［8］。細(xì)胞移植是一種治療心衰的新方法，采用壓力-容積檢測(cè)可以長(zhǎng)期觀察這種治療對(duì)心衰病人的恢復(fù)效果［9］。對(duì)諸如狗等相對(duì)較為大型的動(dòng)物，選擇合適型號(hào)的壓力-容積導(dǎo)管，也可以測(cè)定各種疾病狀態(tài)下的心臟功能［10-11］。

盡管壓力-容積關(guān)系已經(jīng)廣泛用于心臟功能評(píng)價(jià)，相關(guān)的操作流程已經(jīng)較為完善［13］，然而，對(duì)這項(xiàng)技術(shù)是否能科學(xué)、客觀地反映心功能的狀態(tài)尚有爭(zhēng)議，相關(guān)方法學(xué)也需要進(jìn)一步完善［14］，與左心室功能檢測(cè)相關(guān)的各種實(shí)驗(yàn)技術(shù)也需要不斷提升［15］。為此，本研究分別從壓力和容積的定標(biāo)、壓力容積導(dǎo)管在左心室腔的位置、呼吸機(jī)對(duì)評(píng)價(jià)的影響等方面改進(jìn)這一心功能評(píng)價(jià)方法，探討應(yīng)用導(dǎo)管測(cè)定心功能過(guò)程中的操作原則和注意事項(xiàng)，并應(yīng)用這一改進(jìn)的方法測(cè)定主動(dòng)脈弓縮窄手術(shù)（TAC）誘導(dǎo)的大鼠心肌肥大模型的心功能參數(shù)變化，為大鼠健康或疾病狀態(tài)下的心功能分析提供更為科學(xué)全面的方法。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物：Wistar大鼠，雄性，8～10周齡，體重200±20 g，購(gòu)買(mǎi)于廣東省中山大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心【SCXK（粵）2011-0029】，在中山大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心進(jìn)行實(shí)驗(yàn)【SYXK（粵）2011-0112】。

1.1.2 主要儀器：外科手術(shù)設(shè)備及器械（廣州器化醫(yī)療設(shè)備有限公司）、小動(dòng)物呼吸機(jī)（Harvard Apparatus，Holliston，MA，USA）、恒溫加熱墊（廣州飛迪生物科技有限公司，型號(hào)：PLS-20A）、PowerLab數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)（AD Instruments Inc.）、Millar壓力容積導(dǎo)管SPR-838（Millar Instruments Inc.）、光纖冷光源（F-150S）、小動(dòng)物電子秤（永康市華鷹衡器有限公司，型號(hào)：ASC-30）、恒溫加熱墊（廣州飛迪生物科技有限公司，型號(hào)：PLS-20A）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 主動(dòng)脈弓縮窄手術(shù)建立大鼠心肌肥大模型：對(duì)大鼠實(shí)施主動(dòng)脈縮窄手術(shù)，制造壓力負(fù)荷誘導(dǎo)的大鼠心肌肥大模型［16］。其過(guò)程如下：大鼠稱(chēng)重后腹腔注射3%戊巴比妥鈉（40 mg/kg）麻醉后，讓其仰臥于手術(shù)臺(tái)上（恒溫墊控溫37℃），固定大鼠四肢，頭部。行經(jīng)口氣管插管，連接上小動(dòng)物呼吸機(jī)，設(shè)置潮氣量為4～6 mL/200 g，頻率為65～70次/min。手術(shù)區(qū)域備皮，碘伏消毒，鋪無(wú)菌紗布，用眼科彎鑷和剪刀從左胸部位斜向把皮剪開(kāi)，用眼科彎鑷鈍性分離兩邊的皮，暴露更多的肌肉。然后用彎頭止血鉗鈍性分離胸大肌和胸小肌，暴露出肋骨。用眼科彎鑷在第二和第三肋骨間無(wú)菌操作下開(kāi)胸，并小心撥開(kāi)左右兩片胸腺，暴露主動(dòng)脈弓。把4-0號(hào)的醫(yī)用真絲編織線從右無(wú)名動(dòng)脈和左頸總動(dòng)脈之間穿過(guò)胸主動(dòng)脈（結(jié)扎部位如圖1所示）［17］，將主動(dòng)脈結(jié)扎于21 G（外徑為0.8 mm）的針頭上，隨后把針頭抽出。結(jié)扎牢固后，將胸腺輕輕回位蓋住結(jié)扎部位。由胸腔引出一根消毒的塑料管，逐層關(guān)胸，縫好肌肉后，用注射器經(jīng)塑料管吸出胸腔內(nèi)的氣體，使肺部能較好地?cái)U(kuò)張，然后拔掉塑料管并縫合傷口。繼續(xù)通呼吸機(jī)15 min，待大鼠自主呼吸恢復(fù)后，拔出氣管插管，放回籠子飼養(yǎng)。假手術(shù)組（SHAM）實(shí)施完全相同的操作，只是編織線穿過(guò)血管后不行結(jié)扎。

1.2.2 大鼠心功能的測(cè)定：左心室壓力和容量測(cè)定的原理：Millar壓力容積導(dǎo)管是一根末端帶有一個(gè)微型壓力感受傳感器（PS）和四個(gè)感受容積的環(huán)狀電極（E1-E4）的導(dǎo)管（圖2）。其中導(dǎo)管兩端的電極是興奮性電極，中間的一對(duì)電極是干預(yù)記錄電極。導(dǎo)管插進(jìn)心臟后，四個(gè)電極可以跨距整個(gè)心室的長(zhǎng)軸。通過(guò)微型壓力感受器可以檢測(cè)心室壓力的變化。興奮性電極之間經(jīng)過(guò)高頻低振幅的恒定電流，產(chǎn)生局部的電場(chǎng)。干預(yù)電極之間的電勢(shì)與血液的電阻成正比，與血液的電導(dǎo)率成反比。干預(yù)電極可以記錄心室內(nèi)血液的電導(dǎo)率。一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)不同的時(shí)相中心室的血容量不同導(dǎo)致干預(yù)電極記錄的電導(dǎo)率也不同。根據(jù)檢測(cè)心室內(nèi)的電導(dǎo)，轉(zhuǎn)換為心室容積，轉(zhuǎn)化公式：Volume=（1/α）×ρ×L2×G，其中Volume表示心室容積，α表示容積校正系數(shù)，ρ表示血液的電阻，L表示干預(yù)電極之間的距離，G表示檢測(cè)的總電導(dǎo)。由于導(dǎo)管檢測(cè)心室內(nèi)血液的電導(dǎo)率是以電勢(shì)值信號(hào)輸出的，因此需要進(jìn)行單位轉(zhuǎn)換。將相對(duì)容積電導(dǎo)信號(hào)（以電勢(shì)V表示）轉(zhuǎn)化為絕對(duì)容積（μL）。此外，由于檢測(cè)的總電導(dǎo)其實(shí)包含了血液、心室壁和周?chē)慕M織產(chǎn)生的電導(dǎo)，所以為了準(zhǔn)確地得到心室容積，需要進(jìn)行高滲鹽水定標(biāo)，以扣除心室壁和周?chē)M織產(chǎn)生的電導(dǎo)［13］。

圖1 實(shí)施TAC手術(shù)的主動(dòng)脈弓縮窄部位［17］Fig.1 The site of transverse aortic constriction［17］

1.2.2.1 壓力容積導(dǎo)管電導(dǎo)信號(hào)單位（ms）向容積單位（μL）轉(zhuǎn)換：使用由廠家提供的絕緣體容積校準(zhǔn)容器（見(jiàn)圖3），置于37℃恒溫加熱墊上，往5個(gè)深1 cm、直徑在5～9 mm范圍內(nèi)的孔中加入1%的肝素（生理鹽水配制）進(jìn)行潤(rùn)洗，然后抽出肝素，迅速往里面加入用1%的肝素抗凝的新鮮大鼠血液，將導(dǎo)管插入到孔中，保證導(dǎo)管的4個(gè)電極均浸沒(méi)在血液中，保持10～20 s，此時(shí)，屏幕上可看見(jiàn)容積信號(hào)上升并維持一段時(shí)間。然后插入到下一個(gè)孔中，由于這五個(gè)孔的體積不一樣，會(huì)產(chǎn)生不同的電導(dǎo)信號(hào)，直到采集完5個(gè)梯度的電導(dǎo)信號(hào)，然后重復(fù)2次。根據(jù)每個(gè)孔測(cè)得的實(shí)際容積信號(hào)V）與標(biāo)示的容積（μL）數(shù)據(jù)（表1），擬合出校正標(biāo)準(zhǔn)曲線，由此得到線性方程的斜率和截距（圖4），將斜率和截距代入方程即可將電導(dǎo)信號(hào)單位（ms）向絕對(duì)體積單位（μL）轉(zhuǎn)換［13］。

圖2 SPR-838 Millar導(dǎo)管Fig.2 A picture of SPR-838 Millar catheter

1.2.2.2 左心室內(nèi)插入導(dǎo)管：將TAC手術(shù)后飼養(yǎng)4周的大鼠麻醉后，固定于37℃的恒溫手術(shù)臺(tái)上。經(jīng)口插入氣管導(dǎo)管，通上呼吸機(jī)，具體步驟參考模型制備的步驟（1.2.1部分）。對(duì)大鼠頸部周?chē)M(jìn)行備皮，行頸正中切口約3 cm，鈍性分離皮下組織和頸前正中肌肉，找到呈“T”型的三塊肌肉，在肌肉下找到右側(cè)頸總動(dòng)脈，用玻璃分針小心將動(dòng)脈周?chē)纳窠?jīng)分離，避免分離右側(cè)頸動(dòng)脈時(shí)牽拉迷走神經(jīng)。然后在動(dòng)脈下穿線，結(jié)扎右側(cè)頸動(dòng)脈遠(yuǎn)心端，并在近心端置小動(dòng)脈夾，并穿線備用。在靠近近心端結(jié)扎處用眼科剪朝向心端呈45℃剪一“V”型小口，插入導(dǎo)管后，用靠近心端的線扎一個(gè)松結(jié)，松開(kāi)動(dòng)脈夾，并觀察電腦屏幕上波形的變化。當(dāng)導(dǎo)管往心臟方向前進(jìn)時(shí)遇到助力，可以適度地將其往回退，然后再繼續(xù)前進(jìn)，直到屏幕上出現(xiàn)典型的心室內(nèi)壓波形，即可停止前進(jìn)，為把近心端的松結(jié)扎緊，避免導(dǎo)管脫落，此時(shí)要適度地調(diào)整導(dǎo)管在左心室內(nèi)的位置，直到出現(xiàn)穩(wěn)定且漂亮的壓力-容量環(huán)［18］。

圖3 絕緣體校準(zhǔn)容器Fig.3 Insulated calibrating container

表1 使用絕緣體校準(zhǔn)容器平衡3次測(cè)得的實(shí)際容積Tab.1 The real volume measured by the insulated calibrating container

圖4 校正標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.4 Calibrated standard curve（Volume）

1.2.2.3 采用平行電導(dǎo)對(duì)容積進(jìn)行校正：用玻璃分針鈍性分離大鼠右頸靜脈，小心牽拉迷走神經(jīng)。然后在頸靜脈下穿線，結(jié)扎頸靜脈遠(yuǎn)心端，并在近心端置小動(dòng)脈夾，并穿線備用。在靠近近心端結(jié)扎處用眼科剪朝向心端呈45℃剪一“V”型小口，插入PE50導(dǎo)管后，用靠近心端的線扎緊，松開(kāi)動(dòng)脈夾，用注射器往PE50導(dǎo)管里推進(jìn)約40μL 30%的高滲鹽水，此時(shí)可見(jiàn)左心室容量迅速增大，壓力-容積環(huán)往右移動(dòng)（電導(dǎo)發(fā)生明顯改變）且不伴隨壓力信號(hào)幅度的降低。等左心室容量恢復(fù)到給高滲鹽水前的水平，再次重復(fù)推進(jìn)高滲鹽水，如此進(jìn)行2～3次高滲鹽水定標(biāo)。選取左心室容量增大的一段數(shù)據(jù)，可得出給高滲鹽水后左心室的舒張末容積-收縮末容積的線性關(guān)系，此直線與當(dāng)左心室舒張末容積與收縮末容積相等時(shí)的直線（此直線表示心室沒(méi)有血液）相交于一點(diǎn)，此點(diǎn)對(duì)應(yīng)的體積為平行體積（Vp），即心室壁和周?chē)M織產(chǎn)生的電導(dǎo)所引起的心室容量誤差。所以最終表示左心室的容積要扣除這容量誤差。相關(guān)研究表明［4，18］，注射20～40 μL的30%高滲鹽水，Vp一般為130～280 μL。

2 結(jié)果

2.1 高滲鹽水定標(biāo)對(duì)平行電導(dǎo)校正的影響

采用高滲鹽水注射來(lái)確定心室壁的平行電導(dǎo)引起的容積是獲得心室真實(shí)容積的有效方法。由圖5A可知，大鼠靜脈注射高滲鹽水后，心室容量增加的同時(shí)會(huì)引起心室壓力的降低。在此區(qū)域里，推算出的Vp值超出文獻(xiàn)公認(rèn)的規(guī)定值。選取容量增加同時(shí)心室壓力沒(méi)有明顯變化的區(qū)域（壓力容積曲線只發(fā)生左右平移，無(wú)上下移動(dòng)，圖5B中），推算出的Vp值在文獻(xiàn)公認(rèn)的范圍內(nèi)。由此可知，注射高滲鹽水對(duì)平行電導(dǎo)進(jìn)行校正時(shí)需要選取容量增加的同時(shí)心室壓力沒(méi)有明顯變化的數(shù)據(jù)，如圖5B上所示。

2.2 壓力容積導(dǎo)管在左心室腔內(nèi)的位置對(duì)壓力-容積環(huán)測(cè)定的影響

圖5 注射高滲鹽水進(jìn)行平行電導(dǎo)校正Fig.5 Parallel conductance corrected by hypertonic saline

研究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)管的位置對(duì)于容積的測(cè)定影響較大，如圖6所示。調(diào)整前，左心室等容舒張期和等容收縮期中的容積發(fā)生明顯變化，呈現(xiàn)不等容現(xiàn)象。經(jīng)適度調(diào)整后，壓力-容積環(huán)的等容舒張期和等容收縮期偏移減少，并且心室收縮末容積與調(diào)整前發(fā)生明顯改變。此時(shí)壓力容積導(dǎo)管前端的傳感器器應(yīng)該位于左心室內(nèi)，并且不應(yīng)該與心室壁有接觸。導(dǎo)管末端進(jìn)入心室長(zhǎng)度隨大鼠體重變化而稍有不同，例如體重約300 g的大鼠，導(dǎo)管進(jìn)入長(zhǎng)度約為6.3 mm，體重約400 g的大鼠，導(dǎo)管進(jìn)入長(zhǎng)度約6.8 mm。

2.3 呼吸機(jī)對(duì)壓力-容積環(huán)測(cè)定的影響

研究發(fā)現(xiàn)，呼吸機(jī)會(huì)顯著引起左心室壓力和容積的波動(dòng)，從而導(dǎo)致每個(gè)心動(dòng)周期測(cè)定的壓力-容積環(huán)發(fā)生偏移（圖7）。而暫停呼吸機(jī)后，壓力-容積環(huán)的位置變得相對(duì)穩(wěn)定，并且心室壓沒(méi)有明顯變化，因此為獲得穩(wěn)定的壓力-容積環(huán)，可采集停呼吸機(jī)5～10 s的數(shù)據(jù)，然后再繼續(xù)通上呼吸機(jī)。

2.4 主動(dòng)脈縮窄手術(shù)誘發(fā)大鼠心肌肥大的壓力-容積環(huán)測(cè)定

主動(dòng)脈弓縮窄手術(shù)（TAC）可通過(guò)壓力負(fù)荷誘導(dǎo)心肌肥大，由圖8可知，正常組（圖8左）具有正常的心功能，而實(shí)施TAC手術(shù)一個(gè)月的肥大組（圖8右）心功能下降，舒張功能惡化，收縮有關(guān)的dp/ dtmax、EF等參數(shù)與對(duì)照組沒(méi)有明顯差異，說(shuō)明TAC手術(shù)后一個(gè)月大鼠心室明顯擴(kuò)張，但尚處于代償期，心臟功能總體處于良好狀態(tài)，壓力-容積環(huán)右移。而大鼠實(shí)施TAC手術(shù)兩個(gè)月后，dp/dtmax和EF均顯著降低，Ped和Tau均明顯增加，表明心臟收縮功能和舒張功能均受損，此時(shí)心臟進(jìn)入失代償階段，壓力-容積環(huán)右移且環(huán)的上下邊沿均朝中心移動(dòng)（數(shù)據(jù)未顯示）。

3 討論

圖6 壓力容積導(dǎo)管位置對(duì)壓力-容積環(huán)測(cè)定的影響Fig.6 The infection of catheters position to PV-loop assessing

3.1 使用絕緣體校準(zhǔn)容器進(jìn)行校正

目前，使用Millar壓力容積導(dǎo)管進(jìn)行壓力-容積環(huán)測(cè)定評(píng)價(jià)心功能時(shí)，多采用絕緣體校準(zhǔn)容器將電導(dǎo)率信號(hào)轉(zhuǎn)換為容積信號(hào)，以避免容器本身所具有的電導(dǎo)對(duì)信號(hào)的影響。絕緣體校準(zhǔn)容器具有多個(gè)不同容積的孔，當(dāng)往這些不孔內(nèi)注射滿大鼠血液后，將Millar管依次插入其中，通過(guò)不同孔的容積與電導(dǎo)率信號(hào)讀數(shù)，繪制出兩者的關(guān)系曲線。根據(jù)這一曲線，可以方便地見(jiàn)所測(cè)得的電導(dǎo)率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為真實(shí)的容積。由于不同大鼠的血液理論上具有不同的電導(dǎo)率，因此每檢測(cè)一只動(dòng)物，均應(yīng)該用該動(dòng)物的血液進(jìn)行電導(dǎo)率-容積的轉(zhuǎn)換，即每只動(dòng)物應(yīng)該有自己的電導(dǎo)率-真實(shí)容積曲線。

圖7 呼吸機(jī)對(duì)壓力-容積環(huán)測(cè)定的影響Fig.7 The infection of respirator on the PV-loop assessment

圖8 正常生理狀態(tài)及代償性心肌肥大狀態(tài)下的壓力-容積曲線Fig.8 PV-loop curves in normal status and compensatory cardiac hypertrophy status

3.2 高滲鹽水定標(biāo)對(duì)平行電導(dǎo)校正的影響

平行電導(dǎo)是心室壁和周?chē)M織產(chǎn)生的電導(dǎo)率。干預(yù)電極測(cè)定心室容積時(shí)實(shí)際上包含了這部分的電導(dǎo)率，因此需要靜脈注射高滲生理鹽水改變心室血液的電導(dǎo)率進(jìn)行平行電導(dǎo)校正［13］。動(dòng)物注射高滲鹽水會(huì)增加容量負(fù)荷或引起收縮性改變，此時(shí)使容積信號(hào)發(fā)生改變。在收縮末容積-舒張末容積關(guān)系圖上，收縮末容積與舒張末容積相等時(shí)的直線代表心室沒(méi)有血液（容積信號(hào)僅由心室壁及周?chē)M織的平行電導(dǎo)率產(chǎn)生），注射高滲鹽水時(shí)的容積曲線與此曲線的交點(diǎn)即代表平行電導(dǎo)率引起的容積Vp。

3.3 Millar導(dǎo)管在左心室腔內(nèi)的位置對(duì)壓力-容積環(huán)測(cè)定的影響

壓力-容積環(huán)的建立關(guān)鍵在于心室容積的測(cè)定。由于心室腔本身的形狀是不規(guī)則的，Millar導(dǎo)管在心室腔內(nèi)不同的位置，干預(yù)電極檢測(cè)的電導(dǎo)率信號(hào)也隨之變化。因此對(duì)Millar導(dǎo)管在心室腔內(nèi)的位置進(jìn)行調(diào)整，對(duì)于壓力-容積環(huán)的測(cè)定非常重要。測(cè)定過(guò)程中導(dǎo)管末端的傳感器如果與心室壁有接觸，將會(huì)對(duì)信號(hào)產(chǎn)生極大干擾，使壓力-容積環(huán)形狀不規(guī)則，心功能參數(shù)不準(zhǔn)確，因此測(cè)定時(shí)含傳感器的導(dǎo)管應(yīng)完全進(jìn)入左心室，但又不能接觸心室壁。

3.4 呼吸機(jī)對(duì)壓力-容積環(huán)測(cè)定的影響

Millar導(dǎo)管進(jìn)入左心室的方式有兩種，分別是經(jīng)右頸總動(dòng)脈插管（關(guān)胸）以及經(jīng)心尖頂端插管（開(kāi)胸）。其中經(jīng)心尖頂端插管必須通上呼吸機(jī)，而右頸總動(dòng)脈插管可選擇自由呼吸。但由于此過(guò)程必須使用麻醉藥，稍微過(guò)量的麻醉藥會(huì)顯著抑制心率和心功能而導(dǎo)致測(cè)定的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，例如，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)常用的麻醉藥戊巴比妥鈉還會(huì)顯著增加呼吸道粘液的分泌導(dǎo)致呼吸暫停甚至窒息死亡。因此，一般建議Millar導(dǎo)管經(jīng)右頸總動(dòng)脈插入左心室的過(guò)程也通上呼吸機(jī)。本研究發(fā)現(xiàn)，呼吸機(jī)對(duì)于左心室壓力-容積環(huán)的測(cè)定會(huì)產(chǎn)生顯著影響，特別是對(duì)左心室容積的測(cè)定。因此，為保證心功能測(cè)定的順利進(jìn)行，可記錄停呼吸機(jī)幾秒的數(shù)據(jù)，然后繼續(xù)通上呼吸機(jī)。

本研究分別從壓力和容積的定標(biāo)、壓力容積導(dǎo)管在左心室腔的位置、呼吸機(jī)對(duì)評(píng)價(jià)的影響等方面對(duì)大鼠壓力容積環(huán)測(cè)定心功能的方法進(jìn)行了完善和改進(jìn)，并以心肌肥大模型進(jìn)行驗(yàn)證，從而為大鼠健康或疾病狀態(tài)下的心功能分析提供更為科學(xué)全面的分析手段。

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〔修回日期〕2016-03-09

【中圖分類(lèi)號(hào)】R-33

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】1671-7856（2016）06-0075-08

doi：10.3969.j.issn.1671-7856.2016.006.014

［基金項(xiàng)目］廣州市重大專(zhuān)項(xiàng)科技項(xiàng)目（201300000051）。

［作者簡(jiǎn)介］劉曉雨（1990-），男，碩士生，主要研究方向：心肌肥大與心衰相關(guān)疾病，Email：513688273@qq.com。

［通訊作者］譚文，男，教授，主要從事醫(yī)藥生物學(xué)研究，Email：went@scut.edu.cn。better PV loops，it's important to adjust the position of the catheter in the left ventricle until all of the pressure and volume sensors were located in the ventricle as well as out of touch with the ventricular wall.3.Suspension the ventilator during the test is conducive to stable and reasonable data acquisition.We further assessed the cardiac functions of healthy rats and rats with cardiac hypertrophy with this improved method，which showed better performances.Conclusions This study we have evaluated the influences of calibration of volume，position of the catheter in the left ventricle（LV）and ventilator on measurements of rats PV loops，and further improved this method.Moreover，we have validated this method with measurements of cardiac functions of normal rats and cardiac hypertrophic rats.

Improvements and key points in the assessment of rat cardiac function using pressure-volume loop

LIU Xiao-yu，TAN Wen
（School of Bioscience and Bioengineering，South China University of Technology，Pre-Incubator for Innovative Drugs and Medicine Center，South China University of Technology，Guangdong Provincial Key Laboratory of Fermentation and Enzyme Engineering，Guangzhou 510006，China）

【Abstract】Objective To investigate the key factors for PV Loop evaluation in rats and to improve this method.To provide examples of cardiac function measurements obtained from normal rats and from rats with cardiac hypertrophy induced by transverse aortic constriction（TAC）.To establish a more reliable method for rats heart measurements. Methods Rats underwent left ventricular catheterization through the right carotid artery.Through adjustments of the position of the pressure-volume conductance catheter，the optimal PV Loops and a number of cardiac functional parameters were acquired.The key influencing factors，calibration of volume，position of the catheter in the left ventricle（LV）and suspension of ventilator were assessed.Results 1.The real volume of left ventricle were acquired by injecting appropriate volume of hypertonic saline through jugular vein，which deducted the parallel conductivities of ventricular wall.2.To get

【Key words】Pressure-volume loop；Transverse aortic constriction；Cardiac function；Method improvement