压力超负荷左心室肥大过程中兔心电图的变化*

闫书妹，常　超，衡紫微，刘桂芝

郑州大学第一附属医院物理诊断科 郑州 450052



压力超负荷左心室肥大过程中兔心电图的变化*

闫书妹，常超，衡紫微，刘桂芝#

郑州大学第一附属医院物理诊断科 郑州 450052

关键词兔；压力超负荷；左心室肥厚；心电图

摘要目的：观察压力超负荷左心室肥大(LVH)过程中兔心电图的动态变化。方法：将55只兔随机分为模型组30只和对照组25只。模型组采用肾上腹主动脉次全结扎法制成压力超负荷LVH模型；对照组除不行腹主动脉缩窄外，其余同上。术前及术后2、4、6、8周行心电图检查，测量12导联QRS波振幅、心电轴、QRS波宽度及QTc间期；同时行超声心动图检查测定左心室下壁厚度(LVIW)、左室后壁厚度(LVPW)及室间隔厚度(IVS)；术前及术后8周行X线检查测量心胸比值。结果：模型组死亡3只，对照组死亡2只。从术后第4周开始模型组兔LVIW、LVPW及IVS明显增增大并逐渐增加(P<0.05)，术后第8周心胸比值高于术前(P<0.05)。模型组从术后第2周开始，各导联QRS波振幅明显增大并逐渐增加(P<0.05)；从术后第4周开始QRS波时间、QTc间期和V1～V3导联R/S比值明显增大并逐渐增加(P<0.05)。对照组上述指标术前术后无明显变化(P>0.05)。结论：压力超负荷LVH过程中兔心电图主要表现为下壁及胸前导联QRS波振幅增大、QRS波时间及QTc间期延长、胸前导联R/S比值增大;心电图的变化早于超声表现，具有一定的早期诊断价值。

Dynamic alterations of electrocardiogram during development of pressure over-load cardiac hypertrophy of rabbits

YANShumei，CHANGChao，HENGZiwei，LIUGuizhi

PhysicsDiagnosticDivision,theFirstAffiliatedHospital,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450052

Key wordsrabbit;pressure over-load;left ventricular hypertrophy;electrocardiogram

AbstractAim: To find the electrocardiogram(ECG) characteristics during the pressure over-load left ventricular hypertrophy(LVH) of rabbits.Methods: A total of 55 rabbits were randomly allocated into model group(n=30) and control group(n=25). The model group was induced to LVH by constriction of abdominal aorta partly. Before operation and the 2nd,4th,6th,and 8th week after operation, 12-lead ECGs were performed to detect QRS-wave amplitude, QRS duration, QTc and R/S ratio; the cardiac ultrasonography was performed to detect left ventricular inferior wall,posterior wall and septal thickness(LVIW, LVPW and IVS);before operation and the 8th week after operation, chest X-ray examination was performed to detect cardiothoracic ratio.Results: Three rabbits died in model group and two died in control group. From the 4th week, LVIW,LVPW and IVS of model group began to increase and increased gradually(P<0.05); cardiothoracic ratio at the 8th week was higher than that before operation(P<0.05). QRS-wave amplitude increased in inferior leads and precardiac leads from the 2nd week in model group;from the 4th week in model group, QRS-wave duration and QTc were markedly extended and R/S ratio increased in V1,V2 and V3 leads. The indexes mentioned above in control group had no significant changes(P>0.05).Conclusion: The main changes of ECG during pressure over-load cardiac hypertrophy of rabbits are the increasing of QRS-wave amplitude in inferior leads and precardiac leads,QRS-wave duration,QTc and the R/S ratio in precardiac leads.ECG has certain value in the early diagnosis of hypertensive left ventricular hypertrophy.

左心室肥大(left ventricular hypertrophy，LVH)是高血压最常见的并发症之一，也是心血管事件的独立危险因素[1-2]，其与心律失常、猝死的关系极为密切。心电图是临床上评价心脏肥大的主要手段之一。实验动物兔心电图特征国内外已有报道[3-4]，但LVH兔12导联心电图特征报道较少。该研究拟建立兔压力超负荷LVH模型，结合心脏超声和X线结果，连续动态监测从正常至LVH进展过程中模型兔体表心电图改变，以期发现心电图早期预警LVH的指征，为兔压力超负荷LVH的基础研究提供数据资料，进而揭示心电图在临床LVH中的诊断价值。

1材料与方法

1.1动物模型制备12周龄雄性日本大耳白兔[SYXK(豫)2011-0001]55只，体重2.0～3.0 kg，随机分为模型组30只和对照组25只，由河南省实验动物中心提供并饲养。采用侧腹部入路肾上腹主动脉次全结扎法，制作左心室高后负荷致LVH模型。方法：动物术前禁食12 h，不禁水，用质量分数为20%的乌拉坦10 mL/kg腹腔麻醉后，于左侧腹部纵向切开皮肤，分离肌层，在腹膜外沿肾脏暴露肾动脉，于左肾动脉上5～10 mm处钝性分离腹主动脉；将20 mL注射器针头与腹主动脉平行放置，将动脉与注射器针头同时丝线结扎，撤出注射器针头后腹主动脉缩窄50%～60%。术后依次缝合腹壁肌肉及皮肤，肌内注射青霉素80万U/d，共3 d。对照组除不行腹主动脉缩窄外，其余同模型组。

1.2实验药品及仪器乌拉坦由上海伊卡生物技术有限公司提供；青霉素由江苏华东贝尔生物药业有限公司提供。ECG-9130P心电图机(日本光电株式会社)，Philips IE33型超声仪器(飞利浦公司)，GE R500型X线仪器(通用电气公司)，电子分析天平(上海民桥精密科学仪器有限公司)。

1.3心电图检查分别于术前、术后2周、4周、6

1.4超声心动图检查分别于术前、术后2周、4周、6周和8周，在麻醉状态下行心脏超声检查，兔仰卧位，测定左心室下壁厚度(LVIW)、左室后壁厚度(LVPW)及室间隔厚度(IVS)。

1.5X线检查分别于术前和术后第8周行X线检查，兔于麻醉状态下取仰卧位拍摄X线胸部平片，测量心胸比值。

1.6统计学处理采用SPSS 17.0进行数据处理。两组心脏超声指标、QRS波振幅、QRS波时间及QTc间期、R/S比值的比较采用重复测量数据的方差分析，若不能满足球形检验，采用校正自由度Greenhouse-Geisser的检验；手术前后心胸比值的比较采用配对t检验。检验水准α=0.05。

2结果

2.1一般情况模型组兔死亡3只，分别死于术中大血管破裂、心衰和足癣；对照组死亡2只，1只死于切口感染，另1只因麻醉过深死亡。故资料完整的兔共50只：模型组27只，对照组23只。模型组兔于术后第6周开始，普遍出现精神差、活动少、食量减少及体重稍下降；对照组兔于术后饲养过程中无明显异常。

2.2两组心脏超声测量指标的比较见图1、表1。由图1、表1可以看出模型组兔LVIW、LVPW和IVS术后逐渐增加；对照组兔各指标变化不大(P>0.05)。

A:对照组；B:模型组；C:模型组兔腹主动脉缩窄处。图1　对照组和模型组兔术后8周超声心动图

组别nLVIW/mmLVPW/mmIVS/mm对照组术前232.12±0.212.22±0.242.16±0.21术后2周232.21±0.152.12±0.142.18±0.12术后4周232.25±0.212.23±0.122.30±0.20术后6周232.43±0.182.30±0.102.15±0.13术后8周232.35±0.322.25±0.122.18±0.54模型组术前272.15±0.172.16±0.192.26±0.18术后2周272.46±0.11#2.48±0.21#2.46±0.32#术后4周272.97±0.57*#2.87±0.37*#2.82±0.32*#术后6周273.38±0.31*#3.36±0.31*#3.46±0.26*#术后8周273.76±0.33*#3.86±0.33*#4.04±0.29*#F组间(P)48.231(0.019)93.546(0.018)68.165(0.015)F时间(P)176.245(0.001)34.856(0.034)288.256(0.002)F交互(P)28.129(0.045)31.749(0.037)37.484(0.037)

*：与术前比较，P<0.05；#：与对照组比较，P<0.05。

2.3两组X线检查指标的比较大部分兔术前心影稍偏左，与人类相似，小部分兔心影稍偏右或居中。两组心胸比值的比较见表2。术后第8周，模型组兔心胸比值高于术前，对照组兔心胸比值术前术后无明显变化。

表2　两组兔心胸比值的变化

2.4两组心电图的比较兔心电图与人类大致相似，呈窦性心律，可见P波、QRS波、T波、PR段及ST段。模型组术前、术后4周、术后8周的心电图表现见图2。

图2　模型组兔肢体导联心电图(左)和胸前导联心电图(右)

2.4.1QRS波振幅见表3和表4。从术后第2周开始，模型组兔下壁及胸前各导联QRS波振幅明显增大并逐渐增加；对照组各导联QRS波振幅无明显变化。

表3　两组兔肢体导联QRS波振幅的比较　mV

*：与术前比较，P<0.05；#：与对照组比较，P<0.05。

表4　两组兔胸前导联QRS波振幅的比较　mV

*：与术前比较，P<0.05；#：与对照组比较，P<0.05。

2.4.2胸前导联R/S比值见表5。兔心电图与人类相似，胸前V1～V6导联R/S比值逐渐增大，但V1导联R/S比值较大，V1到V6导联R/S比值递增较慢。从术后第4周开始，模型组兔V1～V3导联R/S比值显著增大并逐渐增加；对照组术前术后R/S比值无明显差异。

表5　两组兔胸前导联R/S比值变化　mV

*：与术前比较，P<0.05; #：与对照组比较，P<0.05。

2.4.3QRS波时间及QTc间期见表6。从术后第4周开始，模型组QRS波时间和QTc间期明显增大并逐渐增加；对照组术后QRS波时间和QTc间期无明显变化。

表6　两组兔QRS波时间和QTc间期变化　s

*：与术前比较，P<0.05; #：与对照组比较，P<0.05。

3讨论

体表心电图可反映心脏兴奋发生、传导及恢复的过程，是一种非常简便实用的无创性检查方法，可为临床多种心脏疾病的诊断提供依据。高血压可使左心室压力超负荷，最终导致LVH。LVH引起心室的电学重构和结构重构，而结构重构促使和加重心脏电学重构，是产生室性心律失常的病理基础。现有研究[5]已公认心肌肥厚是心力衰竭、脑卒中、冠状动脉粥样硬化性心脏病、猝死等疾病的独立危险因素。

该研究结果显示，兔作为一种哺乳动物，其心电图表现与人类大致相似，均呈窦性心律，可见P波、QRS波、T波、PR段及ST段，胸导联R/S比值逐渐递增，是较为理想的实验动物之选。实验中采用王彦珍等[6-7]改良的侧腹部入路肾上腹主动脉次全结扎法成功制备了兔压力超负荷LVH模型，并经心脏超声和X线检查证实。该方法摒弃传统的腹正中切口开腹的方法，可有效避免进入腹腔操作，避免损伤肠管，减少肠梗阻的发生，同时减少潜在的感染风险，并且操作简单。

该研究结果显示：在压力超负荷LVH形成过程中，兔心电图表现为下壁及胸前导联QRS波振幅逐渐增大，与超声心动图左心室下后壁和室间隔逐渐增厚的结果相一致。其原因可能为，LVH形成过程中，左心室质量的增加、表面积的增大、左心室心腔内血容量的增加以及扩大的心室到胸壁的距离变短，导致QRS波振幅增大[8]。LVH时，增大的QRS向量环有相当程度的变动范围，在向左后增大的基础上向下方偏移时，投影在标Ⅱ、标Ⅲ和aVF导联的正侧，使这些导联振幅增高[9]。由兔胸部X线片可知，兔的心脏多位于胸腔的正中稍偏左，个别偏右，与人类存在一定差异，此可能是标Ⅰ、aVL导联QRS波振幅并未增大的原因。

术后随着时间的推移，模型组兔QRS波时间和QTc间期逐渐延长。LVH时，增厚的左心室壁自心内膜向心外膜除极时间延长，QRS波时间延长，同时心脏复极时间也相应延长，从而引起QTc间期延长。吴婧[10]发现小鼠LVH早期可出现QRS波时间和QTc间期明显延长。临床有报道体表心电图中QRS波时间的延长是左室功能不全的指征，表明心室肥厚过程中存在心室中兴奋传导的延迟，提示左心室功能不全。Oikarinen等[11]发现，QRS波时间延长是心血管死亡的独立预测因子。也有研究[12-14]表明，QTc间期延长是心脏性猝死和卒中的独立危险因子。

作者还发现，模型组兔于术后胸前各导联R/S比值逐渐增大。胸前导联R/S比值增大表示指向左前方的向量增大，心脏向左下扩大，与术后X线观察结果相一致。

对比心电图和超声观测结果，模型组超声下左心室下后壁和室间隔从术后第4周开始显著增厚，而心电图参数，从术后第2周开始就与术前相比差异有统计学意义。提示LVH所致的心电图变化早于心脏超声的结构变化。究其原因，心电图反映的是心脏的电学改变，而心脏超声反映的是心脏的形态学改变。研究[15-16]表明，血流动力学、儿茶酚胺和醛固酮等致压力超负荷LVH的因素能影响心肌细胞的离子通道特性，在较短的时间内使其发生电学重塑，进而使心电图参数发生变化。而压力超负荷LVH的结构性改变，是由于血流动力学负荷、神经激素的激活和其他因素的长期作用造成的。

综上所述，压力超负荷性LVH过程中，兔心电图发生连续变化，主要表现为下壁及胸前导联QRS波振幅增大、QRS波时间及QTc间期延长、胸前导联R/S比值逐渐增大，并且心电图的变化早于超声下心脏的结构改变，心电图对压力超负荷LVH具有一定的早期诊断价值。

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中图分类号R540.4

#通信作者，女，1962年12月生，博士，副主任医师，研究方向：心肌电生理，E-mail：15838023091@163.com

doi：10.13705/j.issn.1671-6825.2016.02.020

*河南省卫生厅科技攻关项目2011020016