摘要:定量分析左心室(LV)肥厚对心肌缺血心电图表现的影响尚不清楚。这两种现象之间的联系可以通过动物模型来研究。在这项研究中,兔分离的心脏自发增加LV质量被用来评估这种LV改变对缺血检测标准和性能的影响。
方法:16只新西兰兔离体心脏缺血性和非缺血性的条件下通过各种电图分析的方法评价左室质量增加对电生理效应(EG)参数的影响。通过左心室质量增加、左心室重量/心脏重量比值变化揭示心脏。标准的成对和非成对的统计测试和接收机工作特性分析比较来自不同组的动物的数据,监测缺血期间的EG参数,评估它们对无变化和增加的LV以及非缺血和缺血状态的辨别能力。
结果:增加了左室质量和缺血是导致依赖的成功评价。QRS波阵面和QRS波阵面面积与前外侧心壁的最大偏差对缺血的早期反应有显著影响。除缺血外,这些参数也反映左室质量增加(灵敏度达80%)。然而,这当缺血检测标准选择不当两种现象的参数敏感性可能导致误解。特别是,使用基于控制组的切断心脏缺血检测的标准,增加左室质量可能会导致由于假阳性数目增加而导致检测特异性显著降低(约15%)。然而,调整到特定实验组的标准可使缺血检测灵敏度达到89 - 100%,特异性为94 - 100%。
结论:结果表明,只有考虑心脏相关因素(如左室质量)和其他方法学方面(如记录电极位置、选择的EG参数、截止标准等),心脏的对心肌缺血的反应才能得到成功的评估。本研究的结果可能有助于开发新的临床诊断策略,以改善左心室肥厚患者的心肌缺血检测。
关键词:心肌缺血的检测 左心室重量增加 电图 ROC分析 离体心脏 兔
背景:尽管临床和临床前研究都很深入,心肌缺血的发病率和死亡率仍然很高。其他并发疾病可能出现心肌缺血的诊断,如心肌炎、高血压或左心室肥厚。心肌缺血与左室肥厚的关系一直是人们讨论的热点。左室肥厚患者心肌缺血的发生率,左室肥厚伴心肌缺血和无心肌缺血的心电图特征分析已被研究。然而,左室质量改变对心电图心肌缺血表现的影响的定量分析仍不清楚。ST段抬高的左室肥厚患者的严重程度与标准的心电图ECG标准相比,有明显的不同。为了提高st段抬高心肌梗死的检出率(减少假阳性诊断)而不降低灵敏度,提出了基于标准的诊断策略。虽然大多数研究都基于大鼠心脏,但兔心更适合。它也代表了一个合适的模型研究LV肥大的各个方面,因为高灵敏度的自发左心室肥厚(由显著的遗传因素和增强慢性应激反应)。类似地,在我们的前期工作中,我们报道了在家兔左心室质量增加。为了表征左室质量改变,我们引入了增加左心室质量分数的术语,因为兔子的心脏不符合公认的肥厚标准。本文介绍了一项综合性研究,首次探讨了增加左室质量分数对心电图信号中心肌缺血评估的影响。特别是,兔离体心脏模型被用于:a)评价适宜电图(EG)用于检测LV质量分数增加;b)量化左室质量分数增加对心脏缺血反应的影响(根据缺血引起的EG形态学改变的发生率、大小和可逆性);(c)评估左室质量对心肌缺血检测效率的影响,除了心脏的解剖和电学特性外,还研究了心脏和电极系统的相互空间取向对EG形态的影响。因此,目前的工作有助于提高动物的缺血研究的质量和可靠性,并带来了新的信息,可能有助于增加左室质量和心肌缺血的评估。
方法:离体心脏的制备:16只新西兰兔(不限雌雄,体重2.2-3.45kg)被纳入研究。术前用药(地西泮肌肉注射,2mg;肝素静脉注射1000 IU/kg),家兔xylazin(2mg/kg)和氯胺酮(肌肉注射,60 mg/kg)混合麻醉剂肌肉注射。为防止心脏准备过程中的缺血,气管插管,并对动物进行人工通气(小型实验动物呼吸机),然后打开胸腔,快速取出心脏置于冷(4°C)Krebs -Henseleit(K-H)溶液中。心脏被固定在离体心脏灌注装置和K-H液灌流(118mM ,NaCl、24 mM ,NaHCO3;4.2 mM ,氯化钾、1.2 mM ,磷酸二氢钾;1.2 mM ,MgCl2、1.25 mM ,CaCl2;5.5 mM ,葡萄糖)通过pneumoxyd曝气。灌注液的温度和灌注压分别维持在37°C和80毫米汞柱。
电图记录和实验协议:在整个实验过程中,心脏被放进充满K-H液浴缸,三个EGS通过触摸不到的方法采用正交导联同步记录。它包括Ag-AgCl圆盘电极放置在浴缸内壁。信号是由一组三dam50生物放大器放大并同时数字化的16位AD转换器在采样率2000赫兹使用多功能卡PCI-6250数据采集。实验方案包括稳定(25分钟长),心脏旋转(5分钟),全心缺血(停止灌注诱导),再灌注(每10分钟长)。在稳定期内,心脏在10°台阶上绕其纵轴从0°到90°旋转。在0°是记录系统初始心中的位置。如记录在旋转的每一步,包括10-20 QRS波群。EGS在-90°到0°位置。随后重构使用数据记录在由I和II导联导联的心旋转0°到90°的范围内。缺血及再灌注时水平导致的初始位置为EGS记录。
增加左室质量的直接评估:麻醉前,对每个动物体重进行了评估。在离体心脏实验结束后,整个心脏被称重。心房和右心室分离,左室间隔室壁增重。左室外侧壁切开,测定壁厚(LVT)。评估自发改变心脏的解剖特点,计算以下指标:心脏重量/体重(HW/BW)比,LV体重(LVW/BW)比值和左室重量(LVW/HW)心脏重量比。根据回顾性分析结果,左室重量(LVW/HW)心脏重量比是将动物分为两组唯一合适的指标。由操作者操作特征曲线分析发现(ROC)。LVW/HW比低于或等于阈值被分配到L组,比率高于阈值分配到H组。
电参数的计算:在EG参数计算之前,将含有人工制品的EG段排除在分析之外。利用截止频率为0.5 Hz的琳恩滤波器抑制低频基线漂移。过滤后,采用基于小波变换的QRS波群的自动检测。平均QRS-T从高度相关的后续分段计算。为了进一步处理,检测QRS波的开始和结束以及T波的结束。在旋转过程中,两组短期缺血再灌注时记录常见的和新提出的QRS波和st-t-related EGS评价参数。对稳定期各旋转部位的QRS相关参数进行分析:QRS时限(QRSd),最大偏差绝对值(QRS电轴)、+ AUCQRS和?AUCQRS。除了上述参数,J + 20 MS点ST段水平(ST20)和T波最大偏差(TA)也被计算。
结果:非缺血条件下增加左室质量分数的电生理效应:在不同心脏位置上计算L和H组的平均QRS波群。在某些位置,组间QRS形态明显不同。与QRS相关参数的统计分析结果相一致。组与组之间的QRSA与AUCQRS存在显著差异。在ST-T参数均无显著性差异。
形态分析评估左心室质量分数增加:上述结果与ROC分析用于评估不同参数检测左室质量分数的能力的结果相一致。在位置0和?30°实现最高的AUCROC 揭示AUCQRS QRSA最好的诊断性能。电轴相应的性能指标(aucqrs)为分界点3.3 mV(-45.3 MV·MS),SE 82%(75%)和SP 83%(82%)。其他参数计算的指数在整个记录范围内均显著降低。
缺血对低、高左心室质量分数心脏的电生理效应:将缺血每分钟结束时测得的参数与配对试验结束时的参数进行比较。发病显著缺血诱导的不同参数的变化进行了总结。最早的突出的变化出现在QRS波群参数,主要来自II导联。相反,QRS波的参数,计算出ST-T明显仅在缺血后半期增加。I导联缺血表现普遍表现比II导联延迟1-2分钟。在再灌注开始时,几乎所有参数的值立即返回控制级别。H组的QRSD和ST20存在例外情况,再灌注3-4min后,脑缺血变化消失。
LV质量分数对检测心肌缺血的影响:上述配对统计检验结果与ROC分析结果一致,用来评价各参数对非缺血和缺血状态的判别能力。左室质量对心肌缺血检测指标和准确性的影响可以用SE、sp和ROC相应曲线上不同实验组的截断计算来说明。例如,在L组和H出现AUCQRS之间的差异。
结论:结果表明,左室质量改变和心肌缺血的巧合导致心电图的一些模式加重,相比其他任何伴随的病理缺血表现。由于这种现象反映在ECG参数的值,必须选择基于截止的缺血检测标准,同时考虑到LV的解剖特征。忽视这一方面可能导致缺血的检测精度急剧下降。尽管本研究的实验性质,一些方法方面的问题(例如关于适当的心电参数和记录电极的位置,选择适合的改变左心室缺血的检测标准和检测性能等影响的定量评价方法),可以被认为是临床实践中由于兔和人的心脏特征相似性有关。本研究结果可能有助于改善左心室肥厚患者的心肌缺血检测。