翁曉丹 ，朱 俊 ，肖威章，樊興娟 ，劉益飛 ，史加海

（南通大學附屬醫(yī)院1胸心外科；2神經(jīng)內(nèi)科；3病理科，江蘇226001）

心房顫動是臨床最常見的一種快速型心律失常，由于其較高的發(fā)病率和致殘率，房顫的治療在臨床上日益被重視[1-2]。但房顫確切的發(fā)生機理不明，因而缺乏行之有效的治療。建立病理生理機制與臨床情況相似的房顫動物模型，對探討其發(fā)病機制和防治辦法具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料 健康雜種犬22只（北京大學第一醫(yī)院動物實驗中心）；3%戊巴比妥鈉；3%安氟醚；氣管插管；高頻電刀；組織剪；心耳鉗；實驗用埋藏式高頻率心臟起搏器（復旦大學電子工程系）；單極臨時起搏電極（Strem linetm，Medtronic）；“J”形傘狀心房起搏電極（CP IModels 4171，Belgium）；6F二十極和十極環(huán)狀電極（Lasso,Biosense Webster）；6F 六極和四極標測電極（Biosense Webster），麻醉機（Excel 210,Ohmeda Anesthesia System，BOC Health Care，USA）；單道心電圖機（FX-2111，北京福田電子醫(yī)療儀器有限公司）；多參數(shù)監(jiān)護儀（世紀星mv6，北京麥邦電子儀器有限公司）；彩色多普勒超聲診斷儀（Vivid Mode7，GE inc，Wisconsin，USA）；多通道記錄儀（Cathlab computer，GE inc，Wisconsin，USA）；程序刺激儀（Bloom DTU 215B，20mA，Bloom Electrophysiology Fischer Imaging Corporation，CO，USA）。

1.2 方法

1.2.1 持續(xù)性房顫模型犬（A組）的建立：12只健康雜種雄性犬，以3%的戊巴比妥鈉（30mg/kg，iv）麻醉，氣管內(nèi)插管，調節(jié)呼吸機為容量控制模式，流量4～6L/min，潮氣量為 10mL/kg，呼吸壓力 0～2kPa。吸入3%安利醚維持麻醉，描記肢體導聯(lián)及胸前導聯(lián)V1、V2、V3導聯(lián)心電圖，持續(xù)監(jiān)測心電、血壓及動脈血氧飽和度。左側臥位，右胸背部備皮，常規(guī)消毒鋪單，右側第3肋間切口，逐層開胸，濕紗墊推開右肺暴露心臟，縱向剪開心包。心耳鉗鉗夾右心耳，5-0 prolene縫線預置右心耳荷包，將起搏電極頭端置于荷包內(nèi)，收緊荷包將起搏電極固定于右心耳。將電極尾端與實驗用埋藏式高頻率心臟起搏器相連，起搏模式VOO，脈沖頻率600次/分（±10%），脈沖幅度≥5V，脈沖寬度0.20±0.05ms，心電監(jiān)測顯示起搏器工作正常后,將起搏器埋于切口旁皮下，逐層關胸。術后給予青霉素80萬u，每天2次，共3天預防感染。持續(xù)起搏8周。第1、4、6、8周描記一次標準肢體導聯(lián)心電圖，檢查起搏狀態(tài)。

1.2.2 假手術組（B組）處理：10只健康雜種雄性犬，麻醉、手術過程與A組相同，臨時起搏電極固定于右心耳，將臨時起搏器電極尾端埋于切口旁皮下，不與高頻心臟起搏器相連，逐層關胸。

1.2.3 超聲學檢查：A組12只犬起搏前行二維超聲檢查。經(jīng)心尖部四腔心切面（探頭頻率1.7～3.4MHz）心室收縮末左、右房面積測量參數(shù)取3～5個心動周期的平均值。彩色多普勒超聲檢查二尖瓣返流情況。起搏8周后再次評估上述指標。

1.2.4 電生理檢查：起搏8周后，模型組和假手術組共22只犬進行電生理檢查。以3%的戊巴比妥鈉(30mg/kg，iv)麻醉,氣管內(nèi)插管，調節(jié)呼吸機為容量控制模式，流量 4～6L/min，潮氣量為 10mL/kg，呼吸壓力0～2kPa。吸入3%安利醚維持麻醉，持續(xù)監(jiān)測心電、血壓及動脈血氧飽和度。雙胸背部備皮，將用磁鐵控制脈沖發(fā)生器，停止脈沖發(fā)放后，左側臥位，常規(guī)消毒鋪單，右側第三肋間切口，逐層開胸，濕紗墊推開右肺暴露心臟，縱向剪開心包，懸吊心包，行右側電生理檢查。右側電生理檢查結束后，將犬改為右側臥位，常規(guī)消毒鋪單，左側第三肋間切口，逐層開胸，濕紗墊推開左肺暴露心臟，左膈神經(jīng)后縱向剪開心包，懸吊心包。行左側電生理檢查，多通道記錄儀（濾波0.05～500Hz）顯示和記錄體表心電圖及心外膜雙極電圖信號。

1.2.4.1 有效不應期測定：程序期前刺激的基礎周長為400ms，每8個S1刺激后跟進一個期前刺激S2，期前刺激偶聯(lián)間期從150ms開始，每次遞減10ms，如出現(xiàn)阻滯，則從上一個偶聯(lián)間期開始遞減1ms，直至再次出現(xiàn)阻滯，以出現(xiàn)阻滯的最大偶聯(lián)間期做為相應部位的有效不應期。測量犬雙側心耳、心房游離壁及肺靜脈前庭的心外膜有效不應期（ERP）。

1.2.4.2 房顫可誘發(fā)性：房顫可誘導性以爆發(fā)起搏來評價，爆發(fā)起搏S1-S1刺激，周長100ms，2倍舒張期閾值，持續(xù)30秒鐘。爆發(fā)刺激終止后持續(xù)時間大于15分鐘的自發(fā)房顫定義為持續(xù)性房顫，持續(xù)時間小于15分鐘而大于30秒鐘定義為非持續(xù)性房顫。進行5次爆發(fā)刺激試驗后房顫（包括持續(xù)性和非持續(xù)性房顫）發(fā)生率以百分比的形式表達并定義為房顫可誘發(fā)性。在左心耳刺激以評價房顫可誘發(fā)性，記錄誘發(fā)房顫后的房顫最長持續(xù)時間。

1.3 統(tǒng)計學處理 計量資料以xˉ±s表示，計數(shù)資料以百分比的形式表示。起搏前后心房面積比較采用配對t檢驗，組間參數(shù)比較采用獨立樣本t檢驗。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結 果

2.1 建模情況 A組犬12只，體重 23.6±1.4 Kg；B組犬10只，體重23.2±1.9 Kg，兩組差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。手術時間25±4min。每只犬起搏8周，隨訪期間起搏器工作正常。全組無死亡，2只犬術后切口感染，予以開放引流。再次手術時檢查犬電極均固定良好。

2.2 心房形態(tài)改變 持續(xù)起搏8周后犬心房面積顯著增加，左房面積由7.27±0.75 cm2增加到11.47±0.92 cm2，右房面積由 4.30±0.61 cm2增加到 7.35±0.48 cm2，與起搏前自身對照比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。起搏前所有犬超聲心動圖檢查均未見二尖瓣、三尖瓣返流，起搏后出現(xiàn)不同程度的返流。A組犬起搏8周后，多普勒超聲檢查的犬二尖瓣輕度返流9只（75.0%），中度返流3只（25.0%），未見重度返流；三尖瓣輕度返流10只（83.3%），中度返流2只（16.7%），未見重度返流。

2.3 電生理改變 A組犬起搏8周后與B組犬進行電生理檢查，測量各部位有效不應期見表1，與B組犬相比，A組在上述6個部位測量的有效不應期均顯著縮短，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。

在左心耳進行爆發(fā)刺激，B組10只犬只有2只犬各誘發(fā)出1陣陣發(fā)性房顫分別持續(xù)5s和10s。A組12只犬全部可誘發(fā)出房顫均為持續(xù)性房顫，房顫最長持續(xù)時間26.0±5.9min；B組房顫最長持續(xù)時間1.5±3.4s。A組房顫可誘導性80.0%±17.0%；B組房顫可誘導性4.4%±8.4%，與B組相比，A組犬房顫可誘導性差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。

表1 A、B兩組心房有效不應期比較（ms）

3 討 論

3.1 當前的研究 本實驗介紹了通過心外膜持續(xù)快速起搏右心耳誘發(fā)犬持續(xù)性房顫模型的方法。實驗評價了快速起搏8周前后犬心臟結構的變化；比較了A組與B組心房不同部位的不應期、房顫的可誘導性以及房顫可持續(xù)時間的變化。結果顯示，經(jīng)過8周快速起搏A組犬心臟結構發(fā)生了顯著變化，左右心房面積顯著增加，房室瓣出現(xiàn)不同程度的返流。電生理研究顯示，快速起搏后A組犬不應期顯著縮短、房顫可誘導性顯著增加。A組犬經(jīng)爆發(fā)起搏誘導的房顫均為持續(xù)性房顫。

3.2 以往的研究 以往文獻報道的房顫動物模型有多種,如慢性二尖瓣返流模型、低通氣量房顫模型、刺激迷走神經(jīng)模型等。以上幾種模型都具有房顫持續(xù)時間短,誘發(fā)率低,可重復性差等缺點。Allessie等[3]報道了5個周期性左房爆發(fā)起搏刺激誘發(fā)的犬持續(xù)性房顫模型。這個模型沒有持續(xù)性起搏心房、也沒有發(fā)現(xiàn)心臟結構的改變。通過23個心房單極電極記錄了Bachmann束以及右房和左房側壁在持續(xù)性房顫時的心電圖，他們發(fā)現(xiàn)在左房可記錄到更短的房顫周長,提示房顫起源于左房。Morillo等[4]報道以400次/分的頻率快速起搏犬心房6周,停止起搏后可誘發(fā)出持續(xù)性房顫。通過心外膜密集標測他們發(fā)現(xiàn)慢性房顫維持伴隨著心房不應期的顯著縮短，左房不應期縮短較右房不應期更加顯著。不應期的縮短伴隨著房顫周長的縮短。除了不應期的變化外，學者們研究發(fā)現(xiàn)快速起搏也可以造成傳導速度的改變。Wijffels等[5]發(fā)現(xiàn)6~24小時持續(xù)房顫會增加山羊心房肌的傳導速度。而另外的研究小組報道更長期的心動過速會增加傳導時間、減慢傳導速度。Fareh等[6]比較了24小時快速心房起搏組犬和假手術組犬的不同，研究顯示與對照組犬相比，快速起搏犬單個期前刺激可誘發(fā)房顫的位點增多，持續(xù)時間增長?？焖傩姆科鸩s短了心房不應期，提高了不應期的變異性是房顫可誘導性和持續(xù)時間的獨立危險因素，也提示短期快速起搏會使心房的傳導速度增快。有研究報道更長的起搏時間可以導致心房傳導速度減慢[7]，不過他們認為，心房傳導速度改變可能是多因素作用平衡后的結果。有趣的是，在Morillo的研究中，針對房顫周長最短的區(qū)域進行消融可以終止房顫，這一實驗結果提示，此區(qū)域作為房顫的主導頻率在驅動房顫，也提示可能多重機制造成房顫易感性增加。

快速心房起搏使心房肌組織重構和電重構的機理有待進一步研究。Chen等[8]研究發(fā)現(xiàn)快速心房起搏使心肌細胞動作電位時程縮短，頻率適應不良；具有起搏功能的心肌細胞自發(fā)除極速度加快，晚期后除極和早期后除極的發(fā)生率增高；快速心房起搏還降低 L型鈣電流（ICa L）[9]和瞬間外向鉀電流（Ito），而對延遲整流鉀電流（Ik）無明顯影響。這些改變使犬肺靜脈觸發(fā)活動和折返激動的發(fā)生率增加。另外快速起搏使有效不應期縮短、縫隙連接蛋白43表達增加都可提高傳導速度[10]，而快速起搏使INa減少可以減慢心房傳導速度[11]。傳導速度的改變影響了電傳導的波長，從而影響心房的穩(wěn)定性。

3.3 研究的創(chuàng)新性 與先前的研究相比，我們的心外膜起搏模型在起搏8周后，心房結構和電生理屬性也發(fā)生了改變，主要表現(xiàn)在心房面積增大，心臟各部位不應期縮短。正如先前文獻的研究所提示，快速起搏誘發(fā)的房顫可以用多波折返理論來解釋，持續(xù)快速刺激造成心房有效不應期縮短、頻率適應性降低、不應期離散度增大和傳導速度減慢，都有利于多波折返的發(fā)生，從而提高房顫的可誘導性以及房顫的持續(xù)時間。本方法與以往的方法最大區(qū)別是，通過有限的右側胸部切口將起搏電極置于心外膜。這種方法避免了使用X線機，以及實驗人員的放射損傷，這對于我國有限的動物實驗條件具有特別重要的意義。與既往的實驗方法相同，應用本研究方法使實驗犬的心房結構和電生理屬性產(chǎn)生了顯著變化，這些變化有利于持續(xù)性房顫的誘發(fā)和維持。本實驗結果顯示，應用心外膜持續(xù)起搏的方法也可取得較高的持續(xù)性房顫誘發(fā)率。

3.4 研究的局限性 實驗犬并未出現(xiàn)自發(fā)的房顫，這可能與起搏模式和起搏時間相關。本實驗用起搏器只能設置單一起搏頻率，不能設置期前刺激，單一起搏頻率可能需要更長的起搏時間才能誘發(fā)自發(fā)的房顫。另外由于實驗條件限制，并未對心房有效不應期進行多點密集測量，沒有各部位傳導速度變化的詳細信息。本實驗所建模型并不適用于器質性心臟病所致的房顫的研究。

綜上所述，本實驗通過創(chuàng)新性的應用心外膜快速起搏的方法，建立了犬的持續(xù)性房顫的模型。研究證實本模型高度可復制，而且容易誘導出持續(xù)性房顫。盡管與以往經(jīng)過心內(nèi)膜刺激的方法有所不同，本模型同樣可誘導出房顫，更重要的是本模型與臨床見到的非瓣膜病持續(xù)性房顫病例相似，在房顫的基礎上，心房形態(tài)和電生理特性發(fā)生了變化，可以作為非器質性心臟病所致房顫研究的良好模型。

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