肺动脉高压实验模型中右心室功能的评估

我们探索再生疗法，特别是间充质干细胞和线粒体，以逆转实验性肺动脉高压中的血管重塑并改善心肺功能。侵入性操作，如右心室穿刺和心脏解剖，均为终点性操作，限制了纵向研究的开展。此外，超声心动图测量的变异性可能影响不同操作者和不同时间点之间的可重复性。我们的方案结合了无创超声心动图、侵入性血流动力学测量以及死后分析，对肺动脉高压的进展及大鼠右心室重塑提供全面评估。这种整合方法提高了数据的可靠性，并减少了所需实验动物的数量。未来，我们旨在更深入理解肺动脉高压患者中脑-心-肺相互作用及其认知功能障碍，以阐明其临床意义及潜在的机制。

[讲师] 首先，使用浸有清洁剂和水的纱布敷料润湿麻醉动物胸部的毛发。将刀片安装在凯利止血钳上，剃除动物胸部的毛发。在动物胸部涂抹足量的导电凝胶。按下控制面板上的2D按钮。将探头置于第三至第五肋间，获取短轴切面图像。然后将探头朝向动物左肩方向，相对于胸骨呈90度角，以获取心脏基底部的横截面图像，显示右心室、主动脉瓣、肺动脉瓣和左心房。按下控制面板上的冻结按钮以冻结图像，然后按下保存按钮保存图像。当找到正确角度后，保持该位置，按下PW脉冲波按钮，激活脉冲波频谱多普勒模式。使用控制面板上的轨迹球在屏幕上任意移动黄色光标，并将其放置在肺动脉瓣上。按下控制面板上的数字5按钮，获取通过肺动脉瓣的血流曲线。接下来，将探头置于第三至第五肋间，获取长轴切面图像。将探头朝向动物右肩方向，相对于胸骨呈45至60度角，获取显示左心室、右心室、左心房、二尖瓣和主动脉瓣的纵向切面图像。按下控制面板上的冻结按钮冻结图像，然后按下保存按钮将图像存储。按下控制面板上的“结束检查”按钮，结束成像过程，并将图像存储至患者数据库中。进行超声心动图分析时，在屏幕上选择“搜索”，并从数据库中选择相应的动物编号以开始分析。按下控制面板上的SonoView按钮。在屏幕图像区域内单击一次以启动分析。使用轨迹球选择脉冲波频谱多普勒模式下的短轴图像。现在按下计算器按钮，并在屏幕上选择心率（HR）。使用轨迹球在两条曲线上分别绘制光标线，连接波峰至波峰。重复此操作三次，取平均值。再次按下计算器按钮，选择肺动脉瓣（PV），然后选择PV加速时间/射血时间（PV acceleration time/ejection time）。使用轨迹球在同一曲线上从起点到峰值放置一个光标，再从起点到终点放置另一个光标。重复三次，取平均值。按下控制面板上的保存按钮保存结果。使用轨迹球，在屏幕右上区域选择长轴图像。按下控制面板上的计算器按钮，选择右心室流出道（RVOT）参数，然后选择RVOT直径。使用轨迹球将光标从右心室一侧壁移至对侧壁。重复三次，取平均值。进行右心室穿刺时，首先对麻醉动物实施气管切开术。确保计算机已开机，LabVIEW软件已打开，并且基线已配置为信号采集模式。在软件中定位到右心室后，确认信号采集已经开始。点击屏幕上的保存按钮，并输入动物编号。使用装有肝素化生理盐水的19号头皮静脉穿刺针，在解剖参考点稍上方进行穿刺，注意不要将针插入过深。通过观察压力值来验证穿刺的准确性。记录至少10个稳定的压力波峰，以确保数据的可靠性。在信号采集结束时，使用肝素化注射器通过左心室或腹腔静脉穿刺采集血液样本。进行数据分析时，打开MATLAB程序，点击“浏览粘贴”按钮，并选择计算机内置硬盘中包含正确代码的文件。在MATLAB屏幕左侧，查看包含探头识别的各通道代码的文件列表。选择与实验前期所用通道配置相对应的代码。按下运行按钮，并选择外接硬盘中的.bin文件进行分析。通过在曲线最均匀部分的起始点和终止点各点击一次，选择具有视觉上相等波峰和波谷的区段。然后通过在0秒和10秒处各点击一次，选择一段10秒的曲线。在命令窗口中减去最低波谷值并按回车键，以调整基线。软件将自动生成所有相关数据。观察两列数据：峰值时间与压力值。将收缩压值复制并粘贴到.txt文件中，并删除时间值。将文件中所有句点替换为逗号，以便计算平均值。选取10个峰值压力值并计算其平均值。对于右心室肥厚指数，实验开始时测量并记录动物体重。测量右心室收缩压，随后实施安乐死并取出胸腔器官。从心脏基底部解剖分离主动脉、肺动脉、腔静脉和肺静脉，然后用纱布擦干整个心脏，并使用精密天平记录干重。在解剖并移除心房后，沿室间隔将右心室与左心室分离。分别使用精密天平记录干燥后的右心室重量以及左心室加室间隔的重量。与对照组相比，肺动脉高压动物的肺动脉加速时间（PAT）与射血时间（PET）比值显著降低，表明肺血管阻力增加及肺动脉血流模式改变。与对照组相比，肺动脉高压动物的右心室流出道直径增大，反映了心室肥厚的程度，是右心室的适应性反应，可作为疾病进展的替代指标。代表性超声心动图图像显示，与对照组相比，肺动脉高压动物的右心室流出道直径明显增大，血流模式发生改变。与对照组相比，肺动脉高压动物的右心室收缩压显著升高，反映了肺血管阻力的增加。压力波形记录显示，肺动脉高压动物的压力峰值更高，与升高的右心室收缩压（RVSP）一致。与对照组相比，肺动脉高压动物的右心室肥厚指数显著升高。