文章信息
- 潘金龙, 杨其清, 剧世强, 芮荣
- PAN Jinlong, YANG Qiqing, JU Shiqiang, RUI Rong
- 犬超声心动参数及地西泮镇静后的变化
- Canine echocardiographic value and its alteration after sedation by diazepam
- 南京农业大学学报, 2017, 40(2): 332-338
- Journal of Nanjing Agricultural University, 2017, 40(2): 332-338.
- http://dx.doi.org/10.7685/jnau.201510002
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文章历史
- 收稿日期: 2015-10-04
2. 上海爱侣宠物有限公司, 上海 200333
2. Shanghai Ailv Pets Co. Ltd., Shanghai 200333, China
超声心动检查是评估心脏状况的一种重要方法, 临床上不仅可以利用二维B超心脏断面图像对犬的心脏活动进行主观评价, 还可以结合M模式测量其相关一维数值。M模式下测量精度高, 重复性好, 因此具有临床参考价值。目前, 超声诊断技术已经被广泛用于动物疾病的诊断, 犬心脏病的诊断离不开健康成犬的超声心动参数标准。犬超声心动学在国外已有较为广泛的研究, 但由于存在环境和品种等的差异, 其国内标准化的问题仍未得到解决, 因此需要有相应的超声心动参数正常范围作为参照。
地西泮是一种常用的兽用抗惊厥剂、辅助麻醉诱导剂、骨骼肌松弛剂和行为调节剂, 其对心血管系统的影响较小, 临床上常用于老年动物和患心血管系统疾病动物的镇静, 也是心动超声波扫查时常用的镇静药。使用药物镇静的患畜, 在对其心率、心腔大小和心室运动等图像进行判读时有必要考虑镇静药物产生的潜在影响。有研究表明, M型超声心动测量值、心脏负荷、心脏的收缩力都可能会受到镇静剂的影响[1]。国内外已有关于盐酸氯胺酮、赛拉嗪和戊巴比妥钠、赛拉嗪和乙酰丙嗪等药物对超声心动图影响的相关报道[2-4], 而关于地西泮使用的相关报道较少。
本试验旨在通过测定健康成年犬超声心动参数, 分析其与体质量的关系; 并通过对地西泮镇静前、后犬超声心动参数进行测量分析, 为超声心动检查的临床应用提供参考。
1 材料与方法 1.1 主要仪器设备与药品Mylab Five超声仪及PA122型相控阵换能器购于意大利百盛公司; TSC-A型号电子台秤购于苏州君创电子秤厂。地西泮注射液 (5 mg·mL-1, 2 mL) 由江苏恒瑞医药股份有限公司生产, 批号KH05202。
1.2 试验动物准备与分组供试动物为上海某宠物医院健康寄养犬, 品种包括中华田园犬、西高地犬、泰迪犬、博美犬、拉布拉多犬、比格犬等共计33只, 年龄1~5岁, 体况良好, 各项生理生化指标检测正常, 并经犬主人同意后用于本试验操作。供试犬按体质量分为4组, 各组品种随机分布:3~5 kg组9只, 其中公犬4只, 母犬5只; 5~10 kg组有7只, 公犬3只, 母犬4只; 10~15 kg有8只, 公犬5只, 母犬3只; 15~20 kg有9只, 公犬3只, 母犬6只。所有犬只在试验前均禁食12 h, 称量体质量后, 由2名助手将犬保定于B超操作台, 并事先在操作台放置一厚毯以减轻试验犬的不适感, 避免犬挣扎, 保证测量顺利进行并减小测量的误差。使用推剪于犬胸骨右侧第3到第6肋间剃毛。
6只地西泮镇静试验犬均为上海某宠物医院自养, 包括边境牧羊犬、拉布拉多犬、可卡犬、柯基犬各1只, 雪纳瑞犬2只, 1~6岁, 14~18 kg, 体况良好, 临床检查健康; 适应性饲养2周后用于试验。
1.3 测量方法 1.3.1 探头及频率的选择用PA122型相控阵换能器, 根据犬体壁厚度调整探头频率, 在保证探查深度的情况下选择合适的频率以提高分辨率。3~7 kg犬的探头频率选择范围为7~8 MHz; 其余的犬用5.0 MHz。
1.3.2 切面选择供试犬均采用右侧卧, 将探头放置于右侧胸骨旁3~6肋间, 于肋间隙和探头的接触面涂抹耦合凝胶。探头从犬体下方扫查, 该位置的心脏与胸壁间距离更接近, 接触面积更大, 图像更清晰。探头声束从犬右侧胸骨旁切入, 并与犬体长轴垂直, 一般情况下会得到四腔流入道的图像, 在此基础上略微顺时针旋转探头则会获得左心室长轴的流出道切面。本试验数据均在B超引导的M模式下, 以右侧胸骨旁四腔观和左心室长轴流出道为切面进行测量。
1.3.3 M模式下各参数的测量在B超二维图像中, 于右侧胸骨旁心脏长轴找到左心室长轴的流出道切面, 调整位置获得最优切面后, 加入M模式。在B超引导下, 将M型单声束放置于左心室腔水平扫查面测量左心室舒张末期直径 (LVEDD)、左心室收缩末期直径 (ESD)、舒张期室间隔厚度 (IVSD)、左心室壁舒张期厚度 (LVWD); 在二尖瓣水平扫查面测量二尖瓣前叶E峰与室间隔之间的距离 (EPSS); 在主动脉瓣上水平扫查面测量主动脉根直径 (Ao) 和左心房舒张末期直径 (LA)。参数由B超设备自带的测量工具测得, 单位为mm, 每次至少取3个连续的心动周期, 计算平均值。具体测量示意图见图 1。图 1-A为左心室腔水平的M型超声示意图, 主要表示左心室 (LV) 运动轨迹, 在此水平的M型超声心动图中找出左心室舒张末期和收缩末期, 分别测量出LVEDD、ESD、IVSD、LVWD; 图 1-B为二尖瓣水平的M型超声示意图, 在此水平测量EPSS; 图 1-C为主动脉瓣水平的M型超声示意图, 在此水平测量LA以及Ao。
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图 1 M型超声推荐测量方法示意图 Figure 1 Recommended methods for echocardiographic measurements A.左心室腔水平示意图Left ventricular chamber level; B.二尖瓣水平示意图Mitral valve level; C.主动脉水平示意图Aortic valve level ECG:Electrocardiogram心电图; PHONO:Phono声; RV:Right ventricular右心室; S:Sepum室中隔；LV:Light ventricular左心室; LVW:LV wall左心室壁; RVW:RV wall右心室壁; EPSS:E point to septal separation二尖瓣前叶E点与室间隔间距; PMV:Posterior mitral valve二尖瓣后瓣; AMV:Anterior mitral valve二尖瓣前瓣; LVET:Left ventricular ejection time左心室射血时间; Ao:Aortic root diameter主动脉根直径; LA:Left atrial diameter左心离舒张末期直径. The same as follows. |
供试犬保定妥当, 用推剪于犬右侧胸骨旁第3至6肋间剃毛。将犬侧卧摆位后, 于肋间隙与探头接触面涂抹耦合凝胶。每只犬在试验前1 h自由排便, 使直肠空虚, 尽可能保证相同的用药效果。
1.5 测量步骤用B超引导下的M模式在右侧胸骨旁长轴的四腔心切面和左心室流出道的不同水平测得LVEDD、ESD、IVSD、LVWD、EPSS、Ao及LA。地西泮直肠推注量为0.5 mg·kg-1, 推注后即开始计时, 每5 min对M模式下测量的各参数进行记录, 各参数每次均取至少3个连续的心动周期, 记录40 min。
1.6 数据处理与统计分析应用SPSS 15.0和Excel 2007软件对所获数据进行处理, 统计分析包括:计算不同体质量组超声心动参数测量值均值, 用平均值±标准差来表示, 对不同体质量组别间各个超声心动参数测量值进行差异显著性t检验; 分析体质量与各超声心动测量参数的相关性, 计算相关系数r, 建立回归方程, 并对回归方程进行显著性检验。
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图 2 右侧胸骨旁的左心室流出道长轴观与二维超声图像引导下的M模式图像 Figure 2 Long-axis 4 chamber view at right parasternal location and the M-mode echocardiography guided by the 2-D echocardiography A.舒张末期图像End-diastolic view; B.收缩末期图像End-systolic view; C. M模式图像M-mode echocardiography |
每只犬在测量其M模式下的心脏参数前, 均需按上述测量方法找到清晰的右侧胸骨旁的左心室长轴流出道图像 (图 2-A和图 2-B), 四腔观图像上可以观察到左心室、右心室, 在此基础上再引入M型超声 (图 2-C), 并按各参数测量标准将测量声束放置于规定的水平, 从而得到右侧胸骨旁心脏长轴四腔观及左心室流出道各水平的M型超声图像 (图 3)。
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图 3 各水平下M型超声图像 Figure 3 The M-mode echocardiogram at different level A.左心室腔水平Left ventricular chamber level; B.二尖瓣水平Mitral valve level; C.主动脉瓣水平Aortic valve level |
将所获33只供试犬所有超声心动数据按体质量分为4组:3~5 kg组、5~10 kg组、10~15 kg组和15~20 kg组, 计算出各组超声心动参数的平均值和标准差; 将各参数与体质量进行相关性分析。从表 1可见:供试犬各项M型超声心动参数值均随体质量增加而增加, 但各参数的增长趋势有所不同, 其中LVEDD、ESD、EPSS、Ao、LA随着体质量的增加而增加的幅度要大于IVSD、LVWD。说明腔室性大小参数的增加幅度要大于室壁性大小参数的增加幅度。
| mm | ||||||||
| 体质量/kg Body weight |
n | LVEDD | ESD | IVSD | LVWD | EPSS | Ao | LA |
| 3~5 | 9 | 21.0±1.6a (20.0~24.5) |
12.1±1.5a (11.2~13.0) |
5.5±0.8a (5.1~6.0) |
6.4±0.1a (5.8~7.1) |
1.0±0.4a (0.9~1.2) |
12.3±0.5a (9.5~14.1) |
14.0±0.7a (12.8~15.2) |
| 5~10 | 7 | 27.3±0.9b (24.1~30.0) |
16.4±2.0b (13.0~18.1) |
6.5±1.0b (5.8~7.2) |
7.4±1.2b (6.5~8.2) |
1.5±0.5b (1.0~1.9) |
14.5±0.4b (12.8~15.0) |
16.5±0.6b (14.8~17.4) |
| 10~15 | 8 | 32.5±2.0c (29.3~34.1) |
20.3±1.5c (17.6~21.5) |
7.6±1.2c (6.9~8.3) |
8.0±0.9b (7.5~8.6) |
2.1±0.6c (1.7~2.4) |
17.8±0.7c (16.2~18.5) |
19.2±0.9c (17.1~22.3) |
| 15~20 | 9 | 36.8±2.1d (34.0~38.1) |
22.5±1.9d (19.6~24.3) |
8.2±0.9d (7.8~9.0) |
8.9±1.5c (7.7~9.3) |
2.5±0.7c (2.2~3.0) |
20.0±1.0d (18.4~21.2) |
21.4±0.3c (19.3~22.8) |
| 注:1) LVEDD:左心室舒张末期直径Left ventricular end-diastolic diameter; ESD:收缩末期直径End-systolic diameter; IVSD:舒张期室间隔厚度Interventricular septal thickness in diastole; LVWD:左心室壁舒张期厚度Left ventricular free wall thickness in diastole。2) 同列数据上标不同小写字母表示差异显著 (P < 0.05)。Different superscript small letters in a column represent significant difference (P < 0.05). | ||||||||
33只犬M型超声心动各参数均与体质量有较强的相关性, 且线性回归表现极显著 (P < 0.001), 说明腔室大小参数 (LVEDD、ESD、EPSS、LA、Ao) 与体质量的相关性大于室壁厚度参数 (IVSD、LVWD)(表 2)。
| 参数 Parameter |
x±SD | 范围 Range |
回归方程 Regression equation |
相关系数 (r) Correlation coefficent |
校正回归系数 Correction regression coefficient |
P值 P-value |
| LVEDD | 25.6±3.4 | 20.0~38.1 | y=1.756x+13.255 | 0.835 | 0.694 | 0.000 |
| ESD | 17.6±2.8 | 11.2~24.3 | y=1.535x+6.944 | 0.794 | 0.562 | 0.001 |
| IVSD | 6.6±0.6 | 5.1~9.0 | y=0.625x+3.944 | 0.635 | 0.354 | 0.000 |
| LVWD | 8.4±0.7 | 5.8~9.3 | y=0.432x+4.242 | 0.564 | 0.145 | 0.000 |
| EPSS | 1.8±1.0 | 0.9~3.0 | y=0.135x+0.754 | 0.892 | 0.475 | 0.001 |
| Ao | 17.3±1.2 | 9.5~21.2 | y=1.432x+3.925 | 0.867 | 0.785 | 0.000 |
| LA | 17.6±1.3 | 12.8~22.8 | y=0.855x+10.944 | 0.697 | 0.254 | 0.000 |
| 注:y:超声心动参数估计值Echocardiographic value; x:动物体质量Body weight. | ||||||
如表 3所示:用地西泮作镇静剂, 经直肠给药, 镇静前LVEDD平均值为 (28.3±1.3) mm。在给药5 min后, LVEDD平均值无明显改变, 之后出现下降趋势, 到15 min时平均值下降到 (26.6±1.2) mm, 与镇静前差异显著 (P < 0.05), 而后随时间推移继续下降, 到25 min时, 平均值缩小到了 (26.0±1.0) mm, 与镇静前差异显著 (P < 0.05);到40 min时, 与镇静前比较差异极显著下降 (P < 0.01)。
| mm | |||||||
| 给药后时间/min Time after sedation | LVEDD | ESD | IVSD | LVWD | EPSS | Ao | LA |
| 0 | 28.3±1.3 | 17.5±0.6 | 6.3±0.6 | 7.9±0.3 | 1.7±0.1 | 14.2±0.2 | 14.7±0.5 |
| 5 | 28.0±1.3 | 17.2±0.8 | 6.3±0.7 | 8.0±0.4 | 1.7±0.2 | 14.1±0.4 | 14.5±0.4 |
| 10 | 27.0±1.1 | 17.1±0.8 | 6.3±0.9 | 8.1±0.3 | 1.7±0.2 | 13.8±0.2 | 14.5±0.5 |
| 15 | 26.6±1.2* | 17.1±0.8 | 6.2±0.9 | 8.1±0.2 | 1.7±0.1 | 13.8±0.1 | 14.6±0.5 |
| 20 | 26.5±1.2* | 17.3±0.7 | 6.2±0.9 | 8.2±0.3 | 1.5±0.2* | 14.2±0.2 | 14.0±0.6 |
| 25 | 26.0±1.0* | 16.9±0.7 | 6.3±0.9 | 8.1±0.3 | 1.6±0.1* | 14.0±0.4 | 14.5±0.4 |
| 30 | 26.3±0.7* | 16.6±0.8* | 6.2±0.9 | 8.3±0.3 | 1.7±0.1 | 13.8±0.1 | 14.6±0.5 |
| 35 | 26.1±0.6* | 16.9±0.7 | 6.2±0.8 | 8.3±0.2 | 1.7±0.2 | 13.7±0.4 | 14.5±0.5 |
| 40 | 25.8±0.9** | 17.3±0.4 | 6.2±0.8 | 8.3±0.4 | 1.6±0.1* | 13.6±0.6 | 13.4±1.5* |
| 注:*、**分别表示与镇静前比较差异显著 (P < 0.05) 和极显著 (P < 0.01)。*, **indicated very significant difference compared with the value before sedation at 0.05 and 0.01 levels. | |||||||
镇静前, ESD平均值为 (17.5±0.6) mm, 之后稍有波动, 但与镇静前比较差异不显著; 到30 min时, 平均值变为 (16.6±0.8) mm, 与镇静前比较差异显著 (P < 0.05), 之后2个平均值与镇静前比较均不显著 (P>0.05)。
2.4.3 左心室舒张期室间隔厚度 (IVSD) 的变化镇静前, IVSD平均值为 (6.3±0.6) mm, 镇静后平均值虽有波动, 但与镇静前相比差异均不显著 (P>0.05), 曲线基本呈现平稳走势。
2.4.4 左心室舒张期壁厚度 (LVWD) 的变化镇静前, LVWD平均值为 (7.9±0.3) mm, 除给药后25 min有略微下降外, 基本为增长趋势, 但与镇静前的平均值相比差异均不显著 (P>0.05), 从总体来看左心室舒张末期心室壁厚度趋于缓慢升高。
2.4.5 二尖瓣前叶E峰与室间隔分开距离 (EPSS) 的变化镇静前, EPSS的平均值为 (1.7±0.1) mm, 之后的曲线较平稳, 在给药后20 min, EPSS减小到 (1.5±0.2) mm, 较镇静前差异显著 (P < 0.05), 给药后35 min曲线又回升到 (1.7±0.2) mm, 在给药后40 min回落到 (1.6±0.1) mm, 此时与镇静前均值差异显著 (P < 0.05), 二尖瓣的E峰虽在给药后20 min有下降, 但总体走势平稳。
2.4.6 主动脉根直径 (Ao) 的变化试验犬在地西泮直肠给药前, Ao平均值为 (14.2±0.2) mm, 到给药后的15 min内都略微下降, 在给药后20 min后回升到 (14.2±0.2) mm, 之后又出现缓慢下降的趋势, 在给药后40 min, 主动脉根直径为 (13.6±0.6) mm。给药后40 min内的Ao值与镇静前比较均差异不显著 (P>0.05), Ao均值随时间变化总体平稳 (表 3)。
2.4.7 左心房舒张末期直径 (LA) 的变化镇静前, LA平均值为 (14.7±0.5) mm, 给药后15 min内, LA均值无变化; 给药20 min后平均值降低到 (14.0±0.6) mm, 但与镇静前的均值相比差异不显著 (P>0.05), 之后的25~35 min LA均值与镇静前无显著差异 (P>0.05);在给药后40 min, 平均值降到 (13.4±1.5) mm, 与镇静前差异显著 (P < 0.05)。左心房舒张末期直径平均值随时间变化平稳, 在镇静35 min后稍有下降。
3 讨论M模式超声与二维超声心动图是评价心脏功能的重要手段, 有各自的优缺点。二维超声检查在进行整体解剖学检查时更好, 脏器整体的大小和运动以及空间走向都能直观表现出来。然而, 二维超声会受到分辨率的限制, 尤其在精细的结构中, 其缓慢的取样速度会使对心率测量造成的误差增大而使计算变得困难, 因此在对组织器官的运动检查有限制性[5]。M型超声为一维超声检查手段, 其测量值均为数值而非主观评价, M型检查的取样频率更快, 因而可以持续不断记录数值变化, 在对精细组织器官进行测量和比较时, M型超声的记录图像分辨率更高, 其结果较主观判断的B型超声更为准确[6]。因此, 在对心脏超声心动学进行评价时, M型超声为必不可少的方法之一。在B超图像的引导下, M型超声能随测量声束从左心室腔水平移动到二尖瓣水平最后到主动脉水平, 其中包括室间隔和二尖瓣前叶以及主动脉后壁的运动轨迹。在测量M型超声时, 由于人为的因素, 会出现一定的误差, 随着熟练度的提高误差会减少。本试验选用右侧胸骨旁长轴左心室流入道和四腔面为测量标准, 分别对左心室腔水平、二尖瓣水平和主动脉瓣水平进行测量。作为M模式下测量时的推荐切面, 该切面在变换测量声束水平时更加直观, 并且测量过程中对探头方向的调整较少, 因此测量速度快并且数据较准确, 重复率高。也有相关的研究是在右侧胸骨旁短轴面上进行测量[7], 两种测量方法所得结果无显著性差异。
M模式下测量的数值在临床上都具有一定的意义, 其中可以根据左心室舒张末期直径 (LVEDD) 和收缩末期直径 (ESD) 的测量值计算出缩短分数, 可对心脏的收缩能力以及射血能力进行评估[8]; 左心室舒张期室间隔厚度 (IVSD)、左心室壁舒张期厚度 (LVWD) 反映了心脏的大小; 二尖瓣前叶运动轨迹的E峰与室间隔分开距离 (EPSS) 反映了左心房的收缩能力和左心室的舒张能力[9]。此外, 可由左心房舒张末期直径 (LA) 和主动脉根直径 (Ao) 之比来评价左心房的扩张程度[10]。对于正常的犬, M型模式下测得的左心房与主动脉根的比值一般小于1.3~1.4, 一般情况是接近1.0, 比值大于1.3的时候说明左心房有一定程度的扩张[11]。不过有时会出现左心房与主动脉根同时扩张的情况, 因而当两者之间比值在正常范围时并不能肯定左心房没有扩张。
本试验通过对33只体质量5~20 kg犬的超声心动参数进行测定, 发现各参数与体质量间的相关性均表现为随体质量的增加而增大。其中EDD、ESD、EPSS、Ao以及LA的增加幅度大于IVSD、LVWD, 说明腔室性参数的增大幅度要大于室壁结构增大幅度。所有参数均随体质量的增加呈现稳步升高, 表明当体质量差别增大时, 无论是腔室性参数还是室壁性参数都能反映出体质量对心脏各参数的影响。不同组别测量值之间还存在一定的交叉, 并没有对各参数随体质量的变化趋势产生较大影响, 不过这也说明了单一考量体质量对心脏各参数的影响并不一定对每一个体都适用, 还要考虑可能存在操作及扫查方法的不熟练导致的误差。本试验通过对各M型超声测量值与体质量间的相关性分析, 建立了线性回归方程, 便于其他样本的心脏参数计算, 为临床诊断提供正常值参考。由33只犬测量的各项参数与体质量之间都有较强相关性, 且线性回归关系极显著 (P < 0.001), 其中腔室性参数EDD、ESD、EPSS、Ao、LA与体质量的相关性都大于室壁性参数IVSD、LVSD。在建立超声心动图参考范围以及对个体的M型超声参数进行评估时, 还应该考虑其他一些因素, 如心脏内径的大小, 心室壁的厚度以及品种、年龄等, 这些因素也可能与M型测量值以及由M型测量衍生出的其他测量值之间存在一定的相关性。但因供试犬数量有限, 本试验主要以5岁以下健康成犬为研究对象, 按不同体质量区间进行分组, 且各组间的品种随机分布, 主要分析了体质量与超声心动参数之间的相关性。而有关品种、年龄等因素是否与超声心动参考有关, 其相关性又如何, 这些问题还有待于进一步深入研究。
地西泮为苯二氮卓类药物, 在兽医临床除了作为抗惊厥剂、辅助麻醉诱导剂、骨骼肌松弛剂外还常作为镇静剂[4]。地西泮对犬的呼吸系统和心血管系统的影响较小。对于猫则慎用, 因为苯二氮卓类药物可引起抑制解除, 可能会激起攻击。猫可用作食欲兴奋药, 肝功能障碍者慎用[12]。
地西泮的给药途径有多种, 包括黏膜下层、舌下、鼻内、直肠给药。虽然犬静脉注射地西泮后血药最大浓度时间为4 min[13], 但是脂溶性的程度才决定其影响中枢神经的速度。直肠给药不能避免肝脏的首过效应。与人相比, 犬直肠血液供应中, 一部分直肠血液会在进入系统循环之前通过肝脏[14]。犬经鼻腔给予地西泮后的最高血药浓度时间仅比静脉注射途径慢90 s, 生物利用度为80%[15-16]。但由于考虑到直肠给药刺激较小、血药浓度变化比较稳定, 对测量结果造成的偏差也较小, 因而本试验采用直肠给药。这也解释了大部分参数平均值曲线在给药一段时间后才会有反应的原因。
地西泮与苯二氮卓受体结合后, 能激活γ-氨基丁酸 (GABA) 受体, 促进GABA与受体结合后, 氯离子通道开放频率增加, 增加了氯离子的内流, 引起突触后神经元的超极化, 从而产生多种中枢神经性抑制作用。GABA的受体浓度以大脑皮层中最高, 在中枢神经以外发现很少, 由于地西泮对离体心肌样本几乎没有影响, 所以这些效应似乎都是由中枢介导的[17]。临床剂量的苯二氮卓类药物对心血管的抑制作用较小, 因此一般用于有心血管疾病的患者。有研究显示随着剂量的增加, 平均动脉血压和体循环血管阻力均减小, 而冠状脉血流量和心输出量增加, 同时心肌耗氧量减少[18]。本试验结果表明, 地西泮对于健康成犬的左心室舒张末期直径影响较明显, 能减少心室的前负荷, 减轻患病犬的心血管负担, 对于舒张期室间隔及左心室舒张末期的厚度几乎无影响, 而对于其他参数平均值的影响也较小, 这种有区别的影响是使用地西泮进行犬超声心动图判读时应当考虑的。
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