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【摘要】目的:探讨体外冲击波(ESW)对犬心脏电生理的影响及其诱发心律失常的特点和机理。方法:以杂种犬的右心房、房室交界区、右室心尖部作为ESW的靶点,分别测定ESW冲击犬心脏各靶点前、后心脏电生理参数,并记录ESW冲击犬心脏前、后各4小时及冲击心脏过程中心律失常的类型及其数量。结果:ESW冲击犬心脏各靶点后,窦房结恢复时间及校正窦房结恢复时间明显延长(P0.05);ESW诱发早搏的特点:(1)来源于靶点区的早搏明显多于非靶点区的早搏;(2)ESW冲击心脏过程中前半程的早搏明显多于后半程的早搏;(3)落在体表心电图T-P段的ESW易诱发室性早搏,而落在T波降支的ESW则易诱发房性早搏或交界性早搏。结论:早搏由ESW直接诱发,并有适应现象;早搏的机制可能与ESW导致心肌牵张有关。�
【关键词】体外冲击波;心律失常;窦房结恢复时间;有效不应期;阈值�
doi:10.3969/j.issn.1006-1959.2010.08.110文章编号:1006-1959(2010)-08-2089-03�
Effects of extracorporeal shock wave on canine cardioelectrophsiology Study of effects of ESW on canine hemodynamicZHANG Xiao-yong,XU Wei-ping,QIU Han-ying
1.Department of cardiology,Qingyuan peoples Municipal Hospital,Qingyuan 511500;2.Department of cardiology,The Second Affiliated Hospital,medical college,Shantou University 515041�
【Abstract】Objective:To study effects of extracorporeal shock wave(ESW) on canine cardioelectrophysiology and to study mechanisms and characteristics of arrhythmia induced by ESW.Materials:ESW were discharged respectively at the right atrium,atrioventricle junction area and apex of the right ventricle.cardioelectrophsiological parameters were determined after and before discharges of ESW,Categories and their counts of arrhythmias were recorded for 1 hours before and after discharges of ESW and in the course of discharges of ESW.Results:After discharges of ESW,sinoatrial node recovery time (SNRT) and corrected sinoatrial node recovery time (SNRTc) were obviously delayed(P0.05).There were following characters in premature beats induced by ESW in the course of discharges:There were more premature beats originated from the targets of ESW than that from the non-target.There were more premature beats during the first half procedure than the second.when discharges of ESW on the T-P segment of ECG,ventricular premature beats were induced easy;atrial and atrioventriclar premature beats were easy induced when discharges of ESW on descent phase of T wave.Conclusions:Premature beats were only due to ESW itself and their mechanisms may be related to myocardial stretch,and canine hearts were adapted to ESW induceing premature beats.�
【Key words】Extracorporeal shock wave(ESW);Arrhythmia sinoatrialnode;Recovery time(SNRT);Effective refractory period(ERP);Threshold
在体外冲击波碎石术中,心脏并非体外冲击波的靶器官,但可出现心律失常等多种心血管系统的并发症��[1]�。有关心律失常的产生机制,有多种学术,如缓慢性心律失常与迷走神经兴奋有关��[2]�;室性早搏等快速型心律失常可能与冲击波直接损伤心脏和交感神经兴奋有关。总之,ESW通过何种机理诱发心律失常,目前仍不明确;且以往研究ESW诱发的心律失常大多数是以肾脏作为ESW的靶器官间接进行的,而ESW直接冲击心脏后,心脏电生理产生何种改变,目前国内外报道不多。本文将体外冲击波直接冲击犬心脏,研究体外冲击波对心脏电生理的影响,探讨体外冲击波诱发心律失常的可能机制。�
1.材料与方法�
1.1动物模型的制备��[2,3]�:杂种犬24条,雌雄不拘,体重13.8±2.1Kg,3%戊巴比妥钠(上海化学试剂分装厂生产)腹腔注射麻醉(30mg/Kg),保持自主呼吸。穿刺双侧股静脉和右侧颈静脉,分别送入6FCordis 4极电极导管,电极导管头端分别置于右心房、房室交界区及右室心尖部,RM-6000型四导生理记录仪(日本光电公司)记录心腔内电图。采用皮下针状电极记录常规12个导联的体表心电图。�
将杂种犬固定于TJ ESWL-Ⅲ型体外冲击波碎石机(上海交通大学生产)的平板床上,犬的前胸壁紧贴水囊,以免ESW遇空气而减弱。根据X线透视和电极导管远侧电极对(1、2极)所记录到的心腔内电图的波形判断电极导管头端(1极)所在心腔内的位置;以电极导管头端处(1极)的心肌作为ESW冲击犬心脏时的靶点。体外冲击波碎石机发放冲击波时的工作条件为:工作电压:10KV,冲击方式:自动连续(非R波同步)发放冲击波,冲击频率40次/分钟,冲击总数为2000次/犬。�
1.2实验分组:实验按ESW的冲击靶点共分为三组:右心房组(RA)、房室交界区组(AV)和右心室组(RV),每组杂种犬8条。�
1.3心脏电生理参数的检测和心律失常的监护:ESW冲击犬心脏各靶点前及后(即刻)检测以下心电生理参数:心房和心室舒张期阈值(ADT,VDT),窦房结恢复时间(SNRT)及校正窦房恢复时间(SNRTc),窦房传导时间(SACT),房室传导的文氏周期点及2:1阻滞点,心房和心室有效不应期(AERP,VREP),其测定方法见文献��[4]�。ESW冲击犬心脏前、后各1小时以及冲击犬心脏过程中连续心电监护,记录各阶段心律失常的类型及数量。�
1.4资料分析及数据处理:实验结果以 ±S表示,配对t检验。�
2.结果�
2.1SW冲击犬心脏对心室和心房舒张期阈值的影响。实验结果表明(见表1,2):无论ESW冲击犬心脏的靶点区(右室组心尖部,右房组的高位右房,即电极导管1-2极所在区域)及靶点周围区(3-4极所在区域)的心肌,还是远离靶点区的心肌(心室组中的心房,心房组中的心室,房室交界区组中的心房和心室),其舒张期阈值在ESW冲击犬心脏前后及三组间均无明显变化(P>0.05)。�
表1ESW冲击犬心脏对心室舒张期阈值(VDT)的影响( X-±S,n=8)�
P0.05。�
表2ESW冲击犬心脏对心房舒张期阈值(ADT)的影响( X-±S,n=8)�
��*�P0.05。�
2.2ESW冲击犬心脏对窦房结功能的影响(见表3)。在ESW冲击犬心脏后,SNRT和SNRTc在RA、AV、RV三组中均明显延长(P0.05);SACT虽然也均稍有延长,但其延长值在ESW冲击犬心脏前后及三组间均无统计学意义(P>0.05)。�
表3ESW冲击犬心脏对窦房结功能的影响( X-±S,n=8)�
��*�P0.05。�
2.3ESW对房室传导功能的影响。在ESW冲击心脏后,尽管房室传导的文氏周期点和2:1阻滞点在AV及RV组升高;在RA组,房室传导的文氏周期点下降,2:1的阻滞点也稍有升高,但这些变化在同组ESW冲击波冲击犬心脏前后及其三组间均无明显的统计学差异(P>0.05)。�
表4ESW对房室传导功能的影响( X-±S,n=8)�
��*�P0.05。�
2.4ESW对心房不应期的影响。无论心房作为ESW的冲击靶点(RA组)人还是非靶点RV和AV组X在ESW冲击犬心脏前后,有效不应期无明显变化(P>0.05)h三组间比较也无明显差异(P>0.05)。�
表5ESW冲击犬心脏对心房有效不应期的影响( X±S,n=8)�
��*�P0.05。�
2.5ESW冲击犬心脏对心室不应期及其离散的影响。实验结果表明(见表6)。无论心室作为ESW的冲击靶点(RA组),还是非靶点(RV和AV组),在ESW冲击犬心脏前后,有效不应期无明显变化(P>0.05);三组间比较也无明显差异(P>0.05)。�
表6ESW冲击犬心脏对心室有效不应期及其离散的影响( X-±S,n=8)
��*�P0.05。�
2.6ESW冲击犬心脏对心率和心律的影响。在ESW冲击犬心脏后,心室组及房室交界组的心率稍有增快(RV:206±65.7vs185.6±67.6bpm,P>0.05;AV:206±65.7vs199.5±45.7bpm,P>0.05),而心房组的心率却稍减慢(171.8±73.3vs180.2±60.3bpm,P>0.05),尽管其变化在三组间不同,但三组间的差异无统计学差异(P>0.05)。�
在ESW冲击犬心脏前4小时及冲击心脏后4小时内,RA、AV和RV三组中均未记录到任何类型的心律失常。ESW冲击犬心脏过程中产生的早搏有以下特点:①在心室组,只出现室性早搏,无房性及房室交界性早搏;在房室交界组,房室交界性早搏较房性早搏明显增多(P0.05),且其室性早搏较房性早搏明显增多(P0.05)。总之,来源于靶点部位的早搏明显多于来源于非靶点部位的早搏,ESW的发放与早搏的产生在时间上存在一致性。②在RA、AV和RV组中,同一犬的总早搏数以及各种类型的早搏数在ESW冲击犬心脏过程中的前半程较后半程均明显增多(P0.05;组间比较:��▲▲�P0.05。�
3.讨论�
Richard��[5]�研究表明,小鼠受ESW冲击后立即出现严重的窦性心动过缓、低血压和肺水肿三联征;ESWL中可并发严重的窦性心动过缓和低血压,甚至窦性停搏��[3]�。本实验在ESW冲击犬心脏后,SNRT和SNRTc三组中均明显延长(P0.05);而在右室组和房室交界组的心率却稍有增加(P>0.05),这可能由于右房组ESW的聚焦点离窦房结近而对窦房结有损伤作用。在右室组中,一杂种犬心脏停搏后立即心室起搏,1分钟后恢复窦性心律,稳定1小时后再次测定该犬的心脏电生理参数(包括SNRT和SNRTC)未见明显改变,这说明心脏停搏非窦房结器质病变所致。因此,ESW对窦房结的损伤可能不是窦房结功能下降的主要原因。2.迷走神经兴奋。Richard在动物实验中切断迷走神经后,ESW不能引起小鼠出现窦性心动过缓和低血压��[5]�;体外冲击波碎石术和动物实验中ESW引起窦性心动过缓和低血压时,若给予阿托品治疗后,心率、血压很快恢复正常��[3]�,这些说明ESW导致的窦房结功能下降可能与迷走神经兴奋有关。�
Zeng等研究发现,行体外冲击波碎石术的病人在术后可出现房室及左右束支传导阻滞,甚至Ⅲ度房室传导阻滞��[6]�,与本实验结果:房室传导的文氏周期点和2:1的阻滞点不但没有下降,反而稍有上升(P>0.05)不相符合。其可能原因:①在Zeng等的研究中,行ESWL的病人部分有心血管病病史;②ESW冲击心脏后可导致交感神经兴奋,导致房室传导加速。③本实验中,ESW可能未导致房室传导组织的明显损伤。�
本实验中,ESW冲击犬心脏后,无论是靶点区还是非靶点区的心肌有效不应期均无明显变化(P>0.05),与Delius和Dalecki的研究结果相符合��[7,8]�。舒张期阈值反应心肌细胞兴奋性的高低。本实验中,ESW冲击心脏前、后心肌舒张期阈值无改变(P>0.05),因此,折返机制及自律性增高可能不是ESW诱发异位心律失常的主要机制。�
Hajlme等认为室性早搏的产生可能与交感神经兴奋有关��[3]�。在本实验中,ESw冲击犬心脏后,右室组和房室交界组中犬的心率稍有加快相符(P>0.05)。故交感神经兴奋是否参与诱发早搏不明。�
ESW之所以诱发早搏,有学者认为是由于ESW直接作用(非损伤性作用)于心脏有关��[2]�;本实验中来源于靶点部位的早搏明显多于非靶点部位的早搏,也说明早搏的产生是由冲击波直接于心脏引起的。�
心肌肌电反馈研究表明��[10]�,心肌细胞受到机械牵张可诱发早搏。本实验中早搏有以下特点:能诱发室早的ESW均落在体表心电图的T-P段,且于T-P段的末端最易诱发室早;落在T波降支的ESW可诱发房性早搏或房室交界性早搏,而落在T-P段的ESW反而不易诱发房性早搏或房室交界性早搏。其可能原因是:T-P段的末端在心动周期中相当于心室舒张晚期,此时心室肌处于不应期以外,心室肌细胞的长度最长,即心室肌细胞己处于轻度牵张状态,若在此时发放ESW,心室肌在ESW的作用下进一步伸展,从而激活了牵张敏感的离子通道,心肌细胞膜去极化达阈电位后形成室性早搏。同样,在T波降支,心房肌已处在不应期之外,且在心室充盈期前,房内压升高,心房肌处于牵张状态,此时发放ESW可诱发房性早搏;而在T-P段,由于心室肌舒张而进入充盈期,房内压下降,心房肌虽然也处于不应之外,故此时反而不易诱发房性早搏。因此,ESW冲击心脏时导致心肌牵张可能是早搏的产生机理之一。然而,心肌对慢性机械牵张有适应现象,对急性牵张一般不产生适应现象��[10]�,且ESW对心肌产生的震动(牵张)持续时间极短,是一种急性牵张,这一理论也不能完全解释上述适应现象。因此,ESW诱发心律失常的机制有待于进一步研究。
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