家猪急性心肌梗塞模型冠脉零流量压与存活心肌的相关性

【摘要】目的：探索制备的家猪急性心肌梗塞模型中梗塞相关冠状动脉零流量压(Pzf)与存活心肌面积的关系。

方法：普通家猪13只,冠脉造影结束后应用指引导管测量前降支近端压力，置入冠脉内多普勒导丝测量前降支远端冠脉内的血流速度，绘制压力-血流速度坐标轴，计算Pzf。

将球囊送至冠状动脉左前降支中远端,堵闭血流60～100min，建立心梗模型。

模型建立后重复测算前降支Pzf，分析心梗模型制备前后前降支Pzf数值的变化。

处死试验动物，切片心肌采用TTC染色法识别梗塞心肌与存活心肌，采用图像分析仪分析代表存活心肌的颜色占整个左心室面积的百分数，将其与梗塞后前降支Pzf数值联合建立坐标轴，观察二者之间的关系。

结果：所有家猪均完成冠状动脉左前降支远端的封堵, 2只家猪分别在堵闭45和65 min时因心室纤颤死亡。

存活11只家猪均成功地建立急性心肌梗塞模型，完成Pzf数值的测算。

心梗后前降支的Pzf[(53.06±23.01)mmHg]较心梗前[(40.13±19.53)mmHg]显著升高，P<0.001。

线性回归分析显示，TTc染色存活心肌占左心室面积的百分数与测得的Pzf值呈负相关(r=-0.879，P<0.001)。

结论：运用经皮腔内冠状动脉成形术球囊封堵冠状动脉可成功建立猪急性心肌梗塞模型，存活心肌的面积与相关血管的零血流量压呈负相关，提示零流量压的测定可以作为预测心梗后存活心肌范围的一个指标。

【关键词】心肌梗塞;心肌;血流速度
Correlation between viable myocardium and zero flow pressure in swine model of acute myocardial infarction/LIN Tao，MA Yi tong，Y ANG Yi ning，MU Hu yati, HE Peng yi，YANG Yu chun，CHOU Ping，ZHANG Yan yi//Department of Cardiology, The First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University, Urumqi, Xinjiang, 830054, China
Corresponding author: MA Yi tong，E-mail：lintaothree@
Abstract：Objective:To explore the relationship between the viable myocardium and zero flow pressure (Pzf) of coronary artery in swine model of acute myocardial infarction (AMI).Methods:The 13 swines received coronary angiography, the pressure of coronary arteries were measured through guiding catheter and the distal flow velocity of left anterior descending coronary arteries measured through Doppler wire.Drawing the pressure flow velocity coordinate graph, then calculated Pzf.Blocked up distal of left anterior descending coronary arteries by angioplasty balloon for 60～100 min to establish the AMI model. The Pzf were repeated calculate.Analysis the Pzf difference between before and after the AMI model established.Taken out of those swines' hearts after executed them, sliced the cardiac muscle to dye with TTC to detect the viable myocardium.The percent value of viable myocardium area were estimated by image tool 3.0.Drawing the percent value of viable myocardium Pzf coordinate graph after the AMI model established and observed relationship between them. Results: The 11 out of 13 swines were successfully established AMI models by coronary occlusion, 2 swines died of ventricular fibrillation after their coronaries were occluded 45 and 65 min respectively.The viable myocardium could be detected by using TTC pared with AMI before, the Pzf of left anterior descending coronary after AMI significantly increased [(40.13±19.53)mmHg vs.
(53.06±23.01)mmHg, P<0.001].Linear regression analysis show that the percent value of viable myocardium area were negative correlation with Pzf(r=-0.879, P<0.001). Conclusion: The swine AMI model can be established successfully by coronary occlusion with angioplasty balloon.The percent value of viable myocardium area were negative correlation with Pzf, it indicate that Pzf is
a index to predict the extent of viable myocardium after acute myocardial infarction.
Key words：Myocardial infarction;Myocardium;Blood flow velocity
心肌严重缺血发生梗塞后，心肌细胞受损害时可有心肌坏死，也可有存活心肌存在。

存活心肌数量对心肌梗塞患者选择再血管化治疗的适应证、估测疗效和预后判断具有重要价值[1，2]。

零流量压(zero flow pressure,Pzf)是指冠状动脉内血流速度为零时相关冠脉内的压力。

有研究发现病变冠脉Pzf与心梗后存活心肌的面积之间存在一定的联系[3]。

作者应用冠状动脉成形术球囊封堵冠状动脉，制作家猪急性心肌梗塞(AMI)模型，观察心梗模型中存活心肌占左心室心肌面积的百分数与冠脉内Pzf数值的关系,评价冠脉内Pzf数值预测存活心肌的准确性和可行性。

1 资料与方法
1.1 实验动物与材料
13只普通8～12个月的家猪,体重35～60 kg,雌雄不限，由新疆医科大学第一附属医院动物中心提供。

试验材料包括数字造影系统，除颤仪，麻醉机，美国VOLCANO公司的CompMap系统及冠脉内多普勒导丝，各种导丝(长、短导丝及球囊导丝)，动脉鞘，各种导管(冠状动脉造影导管、猪尾导管及动脉鞘管)。

1.2 急性心梗模型的制备
猪耳后肌肉注射阿托品1mg、氯胺酮10～14mg/kg。

约3～5min后猪站立不稳而倒下,迅速用套管针在猪耳静脉建立静脉通路, 缓慢静脉注射6%戊巴比妥钠液0.5 ml/kg麻醉后，将猪移到手术台上,用双侧三角架将家猪仰卧固定,行气管插管术，应用呼吸机辅助呼吸后实施手术。

术中须注意动物神志和腹式呼吸变化,需要补充戊巴比妥钠液时依具体情况酌情增补药量。

常规消毒铺巾,分离右侧股动脉，结扎远心端。

经右侧股动脉置入8F动脉鞘管。

自动脉鞘管中注入肝素10 000U,术中每小时追加1 000U。

分别行左、右冠状动脉造影,观察家猪冠状动脉的分布情况。

造影结束后通过左冠状动脉指引导管送入PTCA导丝至左冠状动脉前降支远端,在导丝指引下置入20～30 mm球囊至冠状动脉左前降支的第二对角支后或第一对角支的远端的堵塞部位,以6～10 atm打开球囊堵闭实验家猪的前降支,造影示球囊远端血流中断(见图1)。

监测体表心电图见球囊封堵后心电图导联出现ST段持续性弓背样抬高(上移>0.5mV)，R波振幅降低，证实实验家猪发生心肌梗塞，60～100min后撤除球囊及导丝。

术中给予连续心电监护以及动脉内压力监测，常规应用1∶1浓度利多卡因(100mg/100ml)静脉维持，AMI模型制备成功后酌情给予静脉美托洛尔，控制家猪心率与球囊堵塞前尽可能保持一致。

1.3 应用冠脉内多普勒导丝测算动物心梗前后冠脉内零血流压
冠状动脉Pzf的计算方法同文献报道[4]，在舒张期内冠状动脉内血流速度与冠状动脉的压力呈直线相关，因此Pzf的数值可以通过计算舒张期内冠状动脉内血流速度为零时的冠脉
压力得到。

冠脉造影结束后，将冠脉内多普勒导丝连接后进行调零;将多普勒导丝送至前降支远端，注意在送入冠脉后导丝能靠在血管壁上，维持多普勒探头在管腔中央的固定位置，通过耳缘静脉注射腺甘(剂量为140μg/kg·min)，当冠状动脉诱发的最大充血达到稳定状态时,记录每一心动周期的冠脉血流频谱，同时记录通过指引导管记录的冠脉压力。

以冠脉压力为横坐标，即时血流频谱速度为纵坐标，绘制坐标图(见图2)，建立舒张期内冠状动脉内血流速度与冠状动脉的压力之间的直线方程并计算Pzf数值。

在完成球囊堵塞制备心梗模型后，撤出球囊和导丝，通过耳缘静脉再次注射腺甘，通过相同的方法计算心梗模型制备后前降支的Pzf数值，对两次计算出的Pzf数值进行比较。

图2 零流量压计算方法示意图
左图为三个心动周期内记录的冠脉压力曲线和血流频谱速度，右图建立起血流-压力数值坐标轴，舒张期冠脉的血流与压力的关系可以用线性方程表示(y=ax+b)，零血流压Pzf=-b/a
1.4 应用氯化四唑(TTC)染色检测存活心肌
冠脉内多普勒血流测量结束后维持家猪存活4 h，通过静脉推注10%KCL处死家猪，迅速开胸取出心脏，用生理盐水将残余血液冲洗干净，放入-40℃冰箱中冰冻12 h，待心肌硬度适度后取出，垂直于心脏长轴，自心尖向心底将心脏切成4 mm厚的短轴面切片，然后置于1% TTC磷酸盐缓冲液中，放入37 ℃恒温水浴箱20 min之后在10% 福尔马林中固定。

取出晾干后数码相机拍照，根据不同的颜色区别梗塞心肌(呈苍白色)、存活心肌(淡红色)和正常心肌(砖红色)(图3，见封三)。

用手术刀将左心室心肌从标本中分离出来，采用图像分析仪(Image tool 3.0)将染色差异性区域显像像素转化为具体数据，用%表示。

记录代表存活心肌的颜色占整个左心室的百分数，观察其与梗塞后冠脉内Pzf数值的关系。

1.5 统计学方法
采用SPSS 15.0软件进行统计学分析，计量资料以均数±标准差(±s)表示，比较采用配对t检验，P<0.05为差异有显著性。

两组数据关系的分析先绘制散点图，如条件满足采用线性回归分析，建立回归方程。

2 结果
2.1 急性心梗模型的制备结果
所有家猪均完成冠状动脉左前降支远端的封堵, 其中2只家猪分别在堵闭45和65 min 时因发生心室纤颤，经反复除颤抢救无效死亡，总死亡率为15.4%(2/13)。

存活11只家猪成功地建立AMI模型，其中2只家猪在球囊堵塞后37和74 min时也发生心室纤颤，均经200～250J非同步直流电复律后消失，13只动物中室颤发生率30.8% (4/13)。

另有5只家猪分别发生短阵室速、频发室早、室性自主心律等室性心律失常，在静脉维持利多卡因条件下心律失常消失，室性心律失常发生率69.2% (9/13)。

其原理为在脱氢酶完整的组织(正常和存活心肌)内形成红色沉淀(砖红色或淡红色)，而缺乏完整脱氢酶系统的梗塞心肌不染色，呈苍白色。

2.2 球囊堵塞前后冠脉内Pzf数值的变化
本研究中有11只家猪完成球囊堵塞前后冠脉内多普勒血流测定及零流量压的计算，在球囊堵塞前前降支的Pzf数值为(40.13±19.53)mmHg，堵塞后Pzf数值显著升高至(53.06±23.01)mmHg(P<0.001)。

2.3 存活心肌和冠脉内Pzf数值的关系
11只家猪处死后取出心脏切片后行TTc染色，采用图像分析仪分析存活心肌占左心室面积的百分数为(57.57±20.00)%。

绘制前降支的Pzf和存活心肌占左心室面积的百分数之间的散点图，二者呈直线负相关趋势。

对两组数据进行线性回归分析并建立回归方程y=-0.764x+98.10，相关系数r=-0.879，P<0.001，二者相关性具有显著性，以心梗模型制备后冠脉内Pzf数值为横坐标、存活心肌占左心室心肌的百分数为纵坐标建立坐标轴(见图4)，从坐标轴上可以看出随着AMI后存活心肌占左心室的百分数的增加，冠脉内Pzf数值呈递减趋势。

提示Pzf的测定可以作为预测心梗后存活心肌范围的一个指标。

图4 存活心肌与零流量压的相关性
3 讨论
本研究运用介入方法堵闭冠状动脉，建立大型动物心肌梗塞模型，进行存活心肌的相关研究。

堵闭家猪的主要冠状动脉尤其是前降支后极易引起大范围心肌梗塞和各种恶性心律失常,死亡率较高，因此选择合适的堵塞部位非常重要。

我们选择第二对角支后或第一对角支的远端进行球囊堵塞，以避免过大面积的心梗造成家猪死亡。

在球囊堵塞前降支后，常规静脉维持1∶1利多卡因可有效防止恶性心律失常的发生，提高除颤抢救成功率。

我们将堵闭前降支的时间控制在60～100 min，避免缺血时间过长。

一方面可以降低梗塞动物的死亡率，另一方面避免心肌梗塞范围过大，存活心肌范围小不利于分析。

实验中家猪的血液粘稠度大,血液极易凝集形成血栓,从而扩大心肌梗塞范围,使死亡率升高，术中大剂量静注肝素(10 000单位以上)会减少逆行性血栓发生率,提高制备模型的成功率。

另外良好的麻醉是完成实验的重要保障。

本研究用氯胺酮做诱导麻醉,气管插管呼吸机辅助呼吸,并应用戊巴比妥麻醉后施行手术，麻醉效果满意，保证了实验的顺利进行。

TTC染色是动物实验中确定存活心肌与梗塞心肌的可靠方法[5]。

Pzf不是一个直接测得的数值，它是通过绘制血流速度-压力坐标轴，对舒张间期冠状动脉血流速度与压力的关系建立线性回归方程，计算冠脉内血流为零时压力轴上的截距计算所得[6]。

Pzf可以反映微血管能力[7]。

Shimada[8]等使用定量氟脱氧葡萄糖(FDG)正电子发射断层摄影术(FDG PET)对Pzf与成功血管成形术后残存心肌活性之间的关系进行研究。

结果提示Pzf与FDG PET检测出存活心肌的面积百分数呈显著相关。

本研究通过应用冠脉多普勒导丝测算Pzf数值，与TTC染色检测心梗后存活心肌占左心室重量的百分数进行相关性分析，结果证实存活心肌的百分比与测得的Pzf数值呈负相关，应用多普勒导丝测算Pzf可以反映存活心肌的存在及范围的大小。

本研究是针对AMI动物进行的基础研究，在导管室使用压力导丝容易推算和计算出Pzf，而且几乎不受血流动力学的影响[9]。

本研究结果证实根据Pzf数值评价存活心肌是安全可行的，Pzf与存活心肌的面积呈负相关，它可能是检测急性心梗患者存活心肌的有用
的指标[10]。

把本研究采用的方法应用于临床，将有助于医师在介入手术过程中对急性心梗患者心肌状况进行评价，预测介入血运重建的疗效。

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