Name: 心脏再同步治疗在左束分支消融和快速起搏诱发的异步心力衰竭模型中的益处 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-12-11T13:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 45 s
Description: 了解利用快速起搏联合左束支消融建立慢性异步心力衰竭模型的方法。该模型通过二维斑点追踪成像和主动脉速度时间积分验证，可用于研究心脏再同步治疗的疗效。

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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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<li>Höke, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Relation+of+Myocardial+Contrast-Enhanced+T1+Mapping+by+Cardiac+Magnetic+Resonance+to+Left+Ventricular+Reverse+Remodeling+After+Cardiac+Resynchronization+Therapy+in+Patients+With+Nonischemic+Cardiomyopathy%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Relation of Myocardial Contrast-Enhanced T1 Mapping by Cardiac Magnetic Resonance to Left Ventricular Reverse Remodeling After Cardiac Resynchronization Therapy in Patients With Nonischemic Cardiomyopathy.</a> Am J Cardiol. 119 (9), 1456-1462 (2017).</li>
<li>Osmancik, P., Herman, D., Stros, P., Linkova, H., Vondrak, K., Paskova, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+and+prognostic+impact+of+apoptotic+and+inflammatory+cytokines+in+patients+treated+with+cardiac+resynchronization+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiology%22%5BJournal%5D)">Changes and prognostic impact of apoptotic and inflammatory cytokines in patients treated with cardiac resynchronization therapy.</a> Cardiology. 124 (3), 190-198 (2013).</li>
<li>Francia, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasma+osteopontin+reveals+left+ventricular+reverse+remodelling+following+cardiac+resynchronization+therapy+in+heart+failure%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Plasma osteopontin reveals left ventricular reverse remodelling following cardiac resynchronization therapy in heart failure.</a> Int J Cardiol. 153 (3), 306-310 (2011).</li>
</ol>

作者声明不存在任何竞争性经济利益。

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...

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，可能无法真实模拟解剖学上的左束支传导阻滞，因此不被视为研究心脏再同步治疗（CRT）效果的合适模型，因为CRT的核心在于协调受损的电激动与心肌收缩。已有研究报道，在停止起搏后，左心室收缩功能可迅速恢复，左心室尺寸亦可部分恢复7。
实验研究通过射频消融诱导慢性左束支传导阻滞（LBBB），以建立心室不同步收缩模型8。整体泵功能下降与局部无效机械做功的共同作用，可能通过在组织、细胞和分子水平上引起心脏效率降低及心脏重构，从而加重慢性心力衰竭（CHF）。在LBBB心脏中，室间隔的工作负荷最低，而左心室侧壁的工作负荷最高。因此，心脏重构在侧壁表现最为显著9。本研究的目的在于：（i）通过快速右心室起搏联合左束支消融，建立一种具有心室间和心室内机械不同步的稳定且慢性的心力衰竭（HF）模型；（ii）利用二维斑点追踪超声心动图和左心室流出道速度-时间积分（aVTI）确认该模型中不同步性心力衰竭的存在，以及心脏再同步化治疗（CRT）在协调心肌收缩方面的益处；（iii）初步探讨CRT所诱导的细胞水平逆向重构效应。

<table><tbody><tr><td>封闭式静脉留置针系统（0.9mm&amp;times;25mm）</td><td>Becton Dickinson Medical</td><td>5264442</td><td>用作静脉留置针</td></tr><tr><td>戊巴比妥钠</td><td>Sigma-Aldrich Company</td><td>130205</td><td>用于麻醉</td></tr><tr><td>宠物电推剪</td><td>武汉神宝宠物用品有限公司</td><td>PGC-660</td><td>用于剃毛</td></tr><tr><td>心电图机</td><td>上海光电医用电子仪器有限公司</td><td>ECG-6511</td><td>用于心电图记录</td></tr><tr><td>超声心动图仪</td><td>GE-Vingmed Ultrasound Company</td><td>VIVID E9</td><td>用于超声心动图评估</td></tr><tr><td>EchoPAC 软件</td><td>GE healthcare</td><td>Version201</td><td>离线分析</td></tr><tr><td>喉镜</td><td>上海医疗器械有限公司</td><td></td><td>经口气管插管</td></tr><tr><td>气管插管</td><td>SIMS Portex Inc, UK</td><td>274093</td><td>经口气管插管</td></tr><tr><td>容量控制呼吸机</td><td>Newport Corporation</td><td>C100</td><td>人工通气</td></tr><tr><td>HeartStart XL 除颤监护仪</td><td>Philips Medical Systems</td><td>M4735A</td><td>术中心电监护</td></tr><tr><td>苯扎溴铵酊</td><td>上海云嘉制药有限公司</td><td>H31022694</td><td>用于皮肤消毒</td></tr><tr><td>肋骨牵开器</td><td>上海医疗器械有限公司</td><td></td><td>用于开胸手术</td></tr><tr><td>4-0 缝线</td><td>上海浦东金环医疗用品有限公司</td><td>24L1005</td><td>左心室心外膜电极缝合</td></tr><tr><td>2-0/T 缝线</td><td>上海浦东金环医疗用品有限公司</td><td>11M0505</td><td>起搏导线、筋膜、血管等缝合</td></tr><tr><td>0号缝线</td><td>上海浦东金环医疗用品有限公司</td><td>11P0501</td><td>皮肤缝合</td></tr><tr><td>青霉素粉剂</td><td>华北制药股份有限公司</td><td>F6034105</td><td></td></tr><tr><td>DSA X射线机</td><td>Philips</td><td>Allura Xper FD10</td><td>用于透视X射线成像</td></tr><tr><td>左心室起搏电极</td><td>Medtronic, Inc.</td><td>LBT 4965</td><td></td></tr><tr><td>右心室起搏电极</td><td>St. Jude Medical</td><td>Tendril 1888</td><td></td></tr><tr><td>右心房起搏电极</td><td>St. Jude Medical</td><td>IsoFlex 1642T</td><td></td></tr><tr><td>起搏器脉冲发生器</td><td>Medtronic, Inc.</td><td>Enpulse E2DR01</td><td>用于右心室快速起搏</td></tr><tr><td>CRT 脉冲发生器</td><td>St. Jude Medical</td><td>Anthem PM 3212</td><td>用于心脏再同步治疗</td></tr><tr><td>多通道电生理记录仪</td><td>GE Medical Systems</td><td>2003232-004</td><td>用于体表及心内电图记录</td></tr><tr><td>导管输入模块</td><td>GE Medical Systems</td><td>301-00202-08</td><td>用于刺激或记录的多极开关</td></tr><tr><td>射频发生器</td><td>Johnson-Johnson Company</td><td>ST-4460</td><td>用于射频电流输送</td></tr><tr><td>无线回路电极</td><td>Covidien</td><td>E7509</td><td>用于电流回路形成</td></tr><tr><td>Cordis 6-Fr 导管鞘</td><td>Johnson-Johnson Company</td><td>504-606X</td><td>用于标测导管的通路</td></tr><tr><td>Cordis 7-Fr 导管鞘</td><td>Johnson-Johnson Company</td><td>504-607X</td><td>用于标测和消融导管的通路</td></tr><tr><td>6-Fr 四极导管</td><td>Johnson-Johnson Company</td><td>F6QRA005RT</td><td>标测导管</td></tr><tr><td>7-Fr 4mm 头端可操控消融导管</td><td>St. Jude Medical</td><td>402823</td><td>标测和消融导管</td></tr><tr><td>Prucka Cardio-Lab&lt;sup&gt;&amp;reg;&lt;/sup&gt;2000</td><td>GE Medical Systems</td><td>6.9.00.000</td><td>电图记录软件包</td></tr><tr><td>肝素</td><td>海通制药有限公司</td><td>160505</td><td>导管消融术中抗凝</td></tr><tr><td>数字图像分析系统</td><td>Leica Microsystems</td><td>Qwin V3</td><td>用于组织学分析</td></tr></tbody></table>

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

Benefits of Cardiac Resynchronization Therapy in an Asynchronous Heart Failure Model Induced by Left Bundle Branch Ablation and Rapid Pacing

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。

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 &lt;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 &lt;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<sup c...

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。

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……中获得显著的临床益处

本实验的总体目标是描述一种可行且有效的方法，以建立慢性非同步性心力衰竭模型，用于研究心脏再同步化治疗的益处。通过快速起搏结合左束支消融，有助于建立稳定的心力衰竭模型，以研究心脏再同步化治疗（CRT）的效果，包括超声心动图参数、分子及生物学改变。该技术的关键在于左束支消融，即在持续快速起搏过程中阻止心脏功能的恢复。当我们发现快速起搏终止后心力衰竭症状显著恢复时，首次提出了该方法的构想。心外膜左心室电极植入术由本实验室技术员姚瑞明先生完成，他在此项操作方面具有丰富经验。在完成犬左心室起搏电极植入的准备工作后，将动物置于右侧卧位，从左侧胸骨旁线第四肋间开始做一横向切口。钝性分离胸肌后，使用锐性解剖在第四肋间处打开左侧胸膜腔。使用肋骨牵开器撑开肋间间隙。接着，小心切开侧方心包膜，并用固定缝线将其打开，以充分暴露左心室侧壁。然后，使用4-0缝线，用一针将左心室起搏电极固定在心肌上。现在测量电极导线参数，确认起搏阈值及其他参数正常，随后移除固定缝线，并用两针缝合心包。现在，使用两针肋周缝线，以0号缝线缝合第四和第五肋骨，并用五针2-0/T缝线闭合肋间筋膜肌层。在缝合最后一针前，务必充分膨胀肺部。然后，将肌肉层复位。接下来，在心前区至左侧颈部的深筋膜上方建立皮下隧道。然后，将导线末端的引线通过隧道，并在绝缘套管周围将导线缝合固定于筋膜上。局部埋置导线。为完成手术，给予青霉素并缝合两个切口。在左心室电极植入两周后，植入心房和右心室起搏电极，此时动物应已从开胸手术中恢复。手术应在配备有透视设备的心脏导管手术室内进行。手术准备完成后，在颈部左侧靠近先前伤口处做一个小的纵向切口。然后使用钝性分离法分开筋膜，暴露左侧颈外静脉。务必小心地将静脉与周围结缔组织分离。借助固定缝线，使用虹膜剪在静脉上剪开一个小孔。然后，利用静脉钩将被动J型右心房电极和主动右心室电极插入左侧颈外静脉。接着，在透视引导下，将右心室电极推送至下部右心房或下腔静脉。然后从右心室导线中撤出直形导丝，插入J形导丝。借助J形导丝将导线穿过三尖瓣并进入流出道。随后，缓慢撤出导线和导丝，使导线尖端向右心室心尖部脱垂。现在，将弯曲的导丝更换为直导丝，并将电极导线向心尖方向推进。然后，在保持右心房导线指向高前部心房的同时，缓慢地稍微回撤直导丝。缓慢地完全撤出直导丝。然后，将J形导线的尖端回撤至心耳内。可观察到电极随着心房活动呈现特征性的来回运动。在获得满意的导线参数并确认两根导线稳定性良好后，收紧静脉切口近端的缝线。然后，将两根导线固定于缝合套筒周围深层筋膜上。接着，在进行脉冲发生器植入前，通过透视检查导线的位置。对于假手术组，跳过此步骤。植入脉冲发生器时，首先借助弯钳进行钝性分离，在筋膜层上方、皮下脂肪层下方靠近静脉入口处制作一个用于放置脉冲发生器的囊袋。接着，清洁并干燥电极引线的引脚。用绝缘套管覆盖心房电极导线的端部引脚，然后将导线缝合固定于囊袋底部。然后，将心室电极插入起搏器脉冲发生器，并使用远端连接针拧紧，使其超过发生器的固定螺钉。接着，将发生器置入囊袋中，并处理装置下方多余的出血。随后，使用另一根缝线穿过固定孔将发生器缝合固定于筋膜上。现在，对整个系统进行荧光透视检查，并评估内环境稳态。为完成手术，在术区撒入 200,000 单位青霉素，并使用 2-0/T 缝线缝合浅筋膜层。随后，用缝线对合皮肤边缘。在X线透视引导下进行导管消融术。准备多通道电生理记录仪，用于同步记录体表和心内电图。剃除胸部、背部及右侧腹股沟区域的毛发。将动物保持仰卧位。第一步手术操作是将导管插入股静脉和股动脉。具体步骤详见文本方案。操作时，将一根6法式可操控的四极导管经股静脉送入，并将导管末端连接至记录仪。随后，将导管送入右心房并穿过三尖瓣，直至明确进入右心室。采用右前斜30度视角，将导管缓慢回撤，使其通过三尖瓣口，直至出现心房电位且其振幅逐渐增强。当心房电位与心室电位的幅度大致相等时，两者之间会出现双相或三相的偏转，这代表希氏束电位的右侧。现在，将一根7 French规格、顶端可操控的消融导管经股动脉送入，以标测左束支电位。然后，将消融导管连接至射频发生器和多通道电生理记录仪。在右前斜30度视角下，将动脉导管逆行穿过主动脉瓣并推进至左心室。在此位置，将导管头端弯向室间隔，使其保持与间隔的接触。现在，采用左前斜45度视角，沿室间隔缓慢回撤导管，直至在主动脉瓣下方的房室电图之间记录到希氏束电位的左侧。随后，沿室间隔轻微前送导管，并调整导管头端以识别位于主动脉瓣下方的明确左束支电位。该电位通常位于希氏束左侧记录位点下方1至1.5厘米处。当心室电图的电位间期比HV间期短约10毫秒，且房室电图振幅比小于1:10时，即可确认已识别到左束支电位。随后，除非为假手术，否则使用射频发生器进行消融。以500千赫兹的未调制正弦波能量，输出功率30至40瓦，在电极-组织界面达到60摄氏度的目标温度。当体表心电图出现典型的左束支阻滞QRS波形态时，继续能量释放。随后，观察体表心电图，维持30分钟的稳定期。手术结束时，撤出两根导管。然后，移除纱布并迅速收紧缝合结以防止出血。最后，给予青霉素并缝合切口。导管消融过程中典型的体表及心内电图显示，左下肺静脉（LVPV）较基线HV间期短约10毫秒，左束支消融后，QRS波群持续时间延长。基线超声心动图参数显示各组之间无差异。实验干预后，心力衰竭组的心功能出现明显恶化，且在为期八周的观察期间内，所有测量参数均未见改善。然而，经过八周的心脏再同步治疗（CRT），左心室舒张末期容积和左心室收缩末期容积均恢复至正常水平。CRT 也恢复了降低的左心室射血分数。通过斑点追踪分析获得的每个切面六个节段的纵向应变曲线显示，心力衰竭组达到峰值纵向应变的时间离散度明显增加。相比之下，治疗纠正了这种不同步现象。这在四腔心切面、二腔心切面以及长轴切面中均可观察到。此外，心力衰竭动物的主动脉血流速度时间积分显著低于假手术组。该指标在心脏再同步治疗（CRT）后显著升高。组织学结果显示，心力衰竭组的心肌细胞直径显著减小，胶原体积分数显著增加。然而，经过八周的CRT治疗，这些指标得到了显著恢复，表明该疗法引发了组织的重构。观看本视频后，您应该已经充分了解如何建立伴有孤立性左束支传导阻滞（LBBB）的慢性心力衰竭模型，以研究CRT的治疗益处。在左束支消融术后，除了快速起搏外，我们仍可采用其他方法诱导心力衰竭，例如通过冠状动脉结扎来诱导缺血性心力衰竭。这一成熟的技术为在大型动物心力衰竭模型中研究心血管疾病奠定了基础。

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Research

科研

JoVE Journal

Biology

生物学

心脏再同步治疗在左束分支消融和快速起搏诱发的异步心力衰竭模型中的益处

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一种无需影像引导的非侵入性心电图成像系统进行实时心脏标测

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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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