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方法文章

左束支消融与快速起搏诱导的非同步性心力衰竭模型中心脏再同步化治疗的益处

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DOI:

10.3791/56439

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2017年12月11日

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本文内容

摘要

介绍了一种通过快速起搏联合左束支消融建立慢性非同步性心力衰竭(HF)模型的方法。采用二维斑点追踪成像和主动脉速度时间积分来验证该稳定的心力衰竭模型,该模型具有左心室非同步性,并可用于评估心脏再同步化治疗的益处。

摘要

目前公认,伴有左束支传导阻滞(LBBB)的心力衰竭(HF)患者可从心脏再同步化治疗(CRT)中获得显著的临床益处,而LBBB已成为预测CRT治疗反应的重要指标之一。传统的快速起搏诱导心力衰竭模型存在多个主要局限性,包括缺乏稳定的LBBB以及在停止起搏后左心室(LV)功能障碍迅速逆转。因此,建立一种具有孤立性LBBB的慢性心力衰竭理想模型,对于研究CRT的疗效至关重要。本研究建立了一种通过左束支(LBB)消融联合4周快速右心室(RV)起搏诱导的犬类非同步性心力衰竭模型。通过颈静脉途径植入RV和右心房(RA)起搏电极,并同时植入心外膜LV起搏电极,以实现CRT治疗。本文详细介绍了射频(RF)导管消融、起搏电极植入以及快速起搏策略的具体操作流程。术中还提供了心内和体表心电图,以便更好地理解LBB消融过程。采用二维斑点追踪成像和主动脉速度时间积分(aVTI)评估,验证了具有LV不同步及CRT疗效的慢性稳定HF模型。通过协调心室的电激动与收缩,CRT使LV机械功趋于均匀,并恢复了LV泵功能,随后LV扩张也得到逆转。此外,组织病理学研究显示,CRT治疗后心肌细胞直径和胶原容积分数(CVF)显著恢复,表明CRT诱导了组织学和细胞水平的心室逆向重构。本报告描述了一种可行且有效的构建慢性非同步性HF模型的方法,适用于研究CRT后心脏结构与生物学层面的逆向重构过程。

引言

晚期慢性心力衰竭是多种心血管疾病的首要致死原因。部分充血性心力衰竭(CHF)患者还会出现心室传导不协调,从而加重症状并恶化预后。心脏再同步化治疗(CRT),也称为双心室起搏,作为此类患者的替代疗法已应用二十余年1,2。然而,约有20%-40%的患者对CRT反应不佳。因此,已有大量研究致力于最大限度提高CRT的治疗反应3。目前普遍认为,与非左束支传导阻滞(non-LBBB)患者相比,伴有左束支传导阻滞(LBBB)的患者能从CRT中获得更大益处4,因为LBBB图形会导致心肌不同步程度更显著,其原因是室间隔壁与侧壁在运动自由度上存在不对称性。同时,近期研究开始探索与CRT相关的心肌基因表达变化及分子水平的重构过程5。伴随CRT诱导的心脏结构逆向重构,细胞和分子水平恢复至正常状态的现象备受关注6。因此,建立一种仅伴有LBBB的CHF理想模型,对于研究CRT的治疗效益至关重要。

慢性快速心室起搏曾被用于在犬模型中诱导充血性心力衰竭(CHF)。右心室起搏无疑可导致左心室收缩延迟,从而模拟类似左束支传导阻滞(LBBB)的收缩模式。然而,这种在传导系统完整的条件下产生的功能性不同步,可能....

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方案

购入15只雄性比格犬(12至18月龄,体重约10.0–12.0 kg)用于实验。所有操作均遵循美国国立卫生研究院(NIH)出版的《实验动物护理与使用指南》(出版号:85-23,1996年修订版),并经复旦大学中山医院动物护理委员会批准。图1展示了全部实验步骤的示意图。

1. 术前准备与基线数据采集

  1. 剃除一只后肢的毛发以进行静脉穿刺。通过小侧支建立静脉通路 使用静脉导管采集实验比格犬的隐静脉血液 (22 G,0.9 mm × 25 mm)。经静脉导管缓慢注射戊巴比妥钠(30 mg/kg)。 通过睫毛反射消失确认麻醉生效。 手术过程中若出现麻醉恢复迹象,应追加戊巴比妥钠,剂量为10 mg/kg。
  2. 用粗绳将动物的四肢固定于手术台上,使其保持仰卧位。
  3. 剪除四肢末端和胸部的毛发。将肢体导联电极贴于四肢末端,胸导联电极置于胸壁六个指定位置。记录基线心电图(ECG)。
  4. 超声心动图评估
    1. 将超声心动图仪的导联电极贴附于动物的四肢。
    2. 进行标准的超声心动图检查。从常规的心尖四腔(A4C)和心尖二腔(A2C)切面,采用双平面Simpson法计算左心室舒张末期容积(LVEDV)、左心室收缩末期容积(LVESV)和左心室射血分数(LVEF)。<....

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结果

成功的左束支消融:

图2展示了导管消融过程中典型的体表和心内电图。测得的平均LBP-V间期为18.8 ±2.8 ms,比基础H-V间期(28.8 ±2.6 ms,p <0.01)缩短约10 ms。左束支消融后,QRS波时限从59.2 ±6.8 ms延长至94.2 ±8.6 ms(p <0.01)。左束支电位消失证实左束支消融成功。

通过超声心动图评估慢性不同步性充血性心力衰竭模型及心脏再同步治疗的益处:

基线超声心动图参数在假手术组、心力衰竭对照组和心脏再同步治疗组之间无显著差异。这与我们先前发表的数据一致

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讨论

扩张型心肌病是慢性心力衰竭(CHF)的主要病因之一,其特征为心室扩张、左心室射血分数(LVEF)降低所致的收缩功能障碍以及舒张充盈异常11。由于慢性心动过速介导的心力衰竭是一种公认的临床状态,因此对心房或心室进行至少3至4周的快速起搏,常被用作诱导CHF的动物模型11。快速起搏后24小时即可出现血流动力学改变,并在随后的3至5周内持续恶化。然而,起搏诱导的心力衰竭在停止起搏后可出现显著且独特的功能恢复,伴随神经激素激活状态的逆转,提示该心肌病具有可逆性。已有文献记载,起搏终止后1至2周内LVEF即表现出显著恢复,且几乎所有血流动力学指标在停止快速起搏后4周均基本恢复至正常水平12。因此,在这一具有吸引力的模型中,阻止起搏停止后心脏功能的恢复显得尤为重要。

左束支传导阻滞(LBBB)可能导致左心室(LV)激活延迟,进而引起左心室收缩期相应延迟。室间隔与左心室游离壁的非同步收缩会在两个区域产生不成比例的净心肌做功,且这些做功在两部分均被浪费。尽.......

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披露

作者声明不存在任何竞争性经济利益。

致谢

本工作由国家自然科学基金(81671685)和上海市卫生和计划生育委员会(编号:201440538)资助

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
封闭式静脉留置针系统(0.9mm×25mm)Becton Dickinson Medical5264442用作静脉留置针
戊巴比妥钠Sigma-Aldrich Company130205用于麻醉
宠物电推剪武汉神宝宠物用品有限公司PGC-660用于剃毛
心电图机上海光电医用电子仪器有限公司ECG-6511用于心电图记录
超声心动图仪GE-Vingmed Ultrasound CompanyVIVID E9用于超声心动图评估
EchoPAC 软件GE healthcareVersion201离线分析
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青霉素粉剂华北制药股份有限公司F6034105
DSA X射线机PhilipsAllura Xper FD10用于透视X射线成像
左心室起搏电极Medtronic, Inc.LBT 4965
右心室起搏电极St. Jude MedicalTendril 1888
右心房起搏电极St. Jude MedicalIsoFlex 1642T
起搏器脉冲发生器Medtronic, Inc.Enpulse E2DR01用于右心室快速起搏
CRT 脉冲发生器St. Jude MedicalAnthem PM 3212用于心脏再同步治疗
多通道电生理记录仪GE Medical Systems2003232-004用于体表及心内电图记录
导管输入模块GE Medical Systems301-00202-08用于刺激或记录的多极开关
射频发生器Johnson-Johnson CompanyST-4460用于射频电流输送
无线回路电极CovidienE7509用于电流回路形成
Cordis 6-Fr 导管鞘Johnson-Johnson Company504-606X用于标测导管的通路
Cordis 7-Fr 导管鞘Johnson-Johnson Company504-607X用于标测和消融导管的通路
6-Fr 四极导管Johnson-Johnson CompanyF6QRA005RT标测导管
7-Fr 4mm 头端可操控消融导管St. Jude Medical402823标测和消融导管
Prucka Cardio-Lab®2000GE Medical Systems6.9.00.000电图记录软件包
肝素海通制药有限公司160505导管消融术中抗凝
数字图像分析系统Leica MicrosystemsQwin V3用于组织学分析

参考文献

  1. Bristow, M. R., et al. Cardiac-resynchronization therapy with or without an implantable defibrillator in advanced chronic heart failure. N Engl J Med. 350 (21), 2140-2150 (2014).
  2. Cleland, J. G., et al. Th....

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