胸部撞击伤后心脏功能变化的实验研究
闵家新 朱佩芳 王正国 刘宝松 翁格文
【摘要】 目的 探讨胸部撞击伤后心脏功能的变化规律。 方法 采用兔胸部撞击伤模型,用单光子发射计算机断层照相机（SPECT）在伤前和伤后不同时相点检测心脏功能。 结果 右心室射血分数、1/3射血分数、1/3射血率在撞击后24 h仍明显低于撞击前(P<0.05)；左心室高峰充盈率、1/3充盈分数和1/3充盈率在撞击后24 h仍明显低于撞击前(P<0.05和P<0.01)。 结论 胸部撞击伤后右心室以收缩功能障碍为主，左心室以舒张功能障碍为主，采用SPECT检测心脏功能对诊断是有益的。
【关键词】 创伤和损伤，撞击； 体层摄影术，发射型计算机，单光子； 心脏功能试验； 诊断
Experimental study of heart dysfunction after chest impact trauma
MIN Jiaxin, ZHU Peifang, WANG Zhengguo, et al. Research Institute of Surgery/Daping Hospital, The Third Military Medical University, Chongqing 400042, China
【Abstract】 Objective To explore the change rules of the heart dysfunction after chest impact trauma. Methods We used the model of severe heart dysfunction after chest impact trauma in rabbits to examine the heart function in different time point with single photon-emission computed tomography. Results The ejection fraction, 1/3 ejection fraction and 1/3 ejection rate of the right ventricle were decreased 24 hours after impact (P<0.05).The peak filling rate, 1/3 filling rate and 1/3 filling fraction of the left ventricle were decreased 24 hours after impact (P<0.05 and P<0.01). Conclusions The expression of the left ventricular function is mainly diastolic dysfunction and slightly systolic dysfunction, and the expression of the right ventricular function is mainly systolic dysfunction and slightly diastolic dysfunction after chest impact trauma in rabbits. The single photon-emission computed tomography is helpful in diagnosis of heart dysfunction after chest impact trauma.
【Key words】 Wounds and injuries, impact; Tomography, emission-computed, single photon; Heart function tests; Diagnosis
胸部撞击伤(chest impact trauma,CIT )是交通伤死亡中仅次于颅脑创伤的第 2位死因。本实验采用兔CIT模型，用单光子发射计算机断层照相机 (single photon－emission computed tomography, SPECT）观察CIT后心脏功能的变化规律，为临床诊断和治疗提供实验依据。
材料与方法
1. 实验动物及致伤方法: 随机选取四川健康家兔12只，雌雄不限，体重(2.28±0.21) kg。经耳缘静脉注射质量浓度为30 g/L的戊巴比妥钠麻醉(30 mg/kg)，然后将兔固定于兔架上，兔架直立。采用我室自行研制的BIM-Ⅱ型水平生物撞击机，按照设定的撞击参数（驱动压力为800 kPa，撞击面积为1.77 cm2,撞击时相为收缩末期，胸壁向内压缩3 cm）撞击兔胸部，撞击中心点在第4，5肋间胸骨左缘旁0.5 cm，制成兔胸部撞击伤模型。
2. SPECT检测:利用锝焦磷酸钠（99mTc－pyrophosphate)进行红细胞标记，在检测前30 min经兔耳缘静脉注射(0.02 mg/kg)。用SPECT检测撞击前心功能，作为心功能正常参考值。然后分别在撞击后0.5，1，2，4，6，8，24 h 观察心脏功能的变化。有 3只兔分别在撞击后即刻、撞击后4 h和5 h死亡，未统计在内。
3. 统计学处理: 所有数据以±s表示，统计学方法采用t检验。P<0.05为差异显著，P<0.01为差异非常显著。
结 果
1. 兔胸部撞击伤后心脏收缩功能的变化: 右心室射血分数 (EF)、1/3射血分数 (1/3EF)、1/3射血率 (1/3ER)在撞击后24 h仍明显低于撞击前(P<0.05)；高峰射血率(PER)在撞击后0.5～1 h升高，24 h恢复至撞击前水平。左心室EF在撞击后1～2 h 显著下降(P<0.05)，24 h恢复至撞击前水平；PER在撞击前后无明显改变；1/3ER在撞击后1～4 h明显下降(P<0.05和P<0.01)，24 h与撞击前无显著性差异；1/3 EF在撞击后24 h仍低于撞击前(P<0.05)。见表 1。
2. 兔胸部撞击伤后心脏舒张功能的变化: 右心室高峰充盈率(PFR)在撞击后2～8 h明显下降(P<0.05)，24 h与撞击前无显著性差异；1/3充盈分数(1/3FF)和1/3充盈率(1/3FR)在撞击后明显下降(P<0.05)， 8 h后恢复至撞击前水平；PFR/PER和1/3FR∶1/3ER在撞击后即开始下降(P<0.05)，PFR/PER 24 h恢复至撞击前水平，1/3FR∶1/3ER在撞击后24 h仍明显下降(P<0.05)。左心室PFR、1/3FF、1/3FR在撞击后0.5 h即明显下降(P<0.05)，24 h仍明显低于撞击前 (P<0.05和P<0.01)。PFR/PER和1/3FR∶1/3ER在撞击后24 h仍低于撞击前(P<0.01)。见表 2 。
讨 论
胸部撞击伤后可引起明显心功能障碍，作为无创的SPECT检测，观察CIT后心脏功能的变化及其在 CIT后心功能障碍中的诊断作用，目前报道较少，并有争议［1-3］。
采用SPECT技术作心脏功能检测，可用于评定左右心室总的或局部的收缩、舒张功能，并可观察心脏室壁运动和心肌收缩时序。EF是最常用的心室收缩功能指标。当心室收缩功能受损时，EF、1/3EF、1/3ER和PER均下降。PFR是最常用的舒张功能指标，它反映心室充盈期（即舒张期）容积的最大变化速率。1/3FF和1/3FR反映前1/3充盈期心室早期舒张功能。当心室舒张功能受损时，PFR、1/3FF和1/3FR均降低。采用心室舒张功能和收缩功能比值：PFR/PER和1/3FR ：1/3ER，可提高正常与异常的差异性，能更灵敏反映心脏功能变化，并可抵消心率的影响［4］。
表1 兔胸部撞击伤后心室收缩功能的变化（±s）
组别 EF(%) 1/3EF(%) PER(%/s) 1/3ER(%/s)
左心室 右心室 左心室 右心室 左心室 右心室 左心室 右心室
撞击前组(9) 32.6±8.6
39±7
34.8±10.6
37±10
1760±423
1434±282
1162.1±249.0
788±175
撞击后组
0.5 h(9) 36.8±9.3 28±4* 22.1±3.6* 36±11 1795±380 2061±287 916.0±295.0 1058±130
1 h(9) 28.3±12.0* 20±7* 24.7±3.6* 14±6** 1803±297 2291±617 772.3±83.9* 730±375
2 h(9) 29.0±14.8* 25±7* 26.7±7.1* 36±14 1996±587 1636±430 775.1±176.6* 751±269
4 h(9) 34.3±6.1 41±5 22.7±4.0* 40±15 1679±196 1578±141 550.1±192.0** 893±253
6 h(9) 36.0±14.3 36±4 24.8±6.4* 33±8 1779±416 1323±216 951.4±328.7 750±175
8 h(9) 27.8±3.5* 26±14* 28.3±1.9* 27±2* 1951±597 2011±244 1006.7±266.4 1131±140
24 h(9) 36.9±3.0 29±4* 29.1±6.7* 27±12* 2157±151 1508±280 1102.2±193.2 537±123*
注：括号内数据为兔数。 与撞击前比较:*P<0.05 **P<0.01
表2 兔胸部撞击伤后心室舒张功能的变化（±s）
组别 1/3FF(%) 1/3FR(%/s) PFR(%/s) PFR/PER 1/3FR∶1/3ER
左心室 右心室 左心室 右心室 左心室 右心室 左心室 右心室 左心室 右心室
撞击前组(9) 58.4±
44±
1304.8±
974±
2286±
1874±
1.28±
1.12±
1.45±
1.49±
15.8 16 328.2 402 1004 624 0.70 0.35 0.37 0.24
撞击后组
0.5 h(9) 33.5± 26± 485.6± 1247± 1674± 2543± 0.69± 0.91± 0.63± 0.82±
13.4* 7* 161** 886 551* 376 0.25** 0.43* 0.23** 0.65*
1 h(9) 19.3± 27± 624.7± 1003± 1576± 1759± 0.80± 1.23± 0.52± 0.96±
5.3** 14* 468** 638 424* 398 0.17* 0.39 0.23** 0.70*
2 h(9) 34.8± 31± 615.3± 605± 1492± 1254± 0.90± 0.98± 0.81± 1.06±
17.7* 6* 455** 79* 738* 188* 0.40* 0.42 0.51** 0.50*
4 h(9) 40.1± 27± 496.3± 444± 1351± 982± 0.73± 0.62± 0.67± 0.65±
21.8?* 19* 277.5** 268* 403* 381* 0.12* 0.22* 0.44** 0.36**
6 h(9) 39.2± 23± 780.4± 536± 1590± 1526± 0.92± 1.10± 0.91± 0.62±
7.3* 13* 379** 331* 613* 300* 0.25* 0.33 0.22* 0.35**
8 h(9) 37.1± 50± 574.5± 860± 1700± 1500± 0.84± 0.81± 0.63± 0.76±
8.4* 3 116.2** 168 640* 44* 0.12* 0.04* 0.24** 0.10**
24 h(9) 13.9± 36± 197.3± 1020± 1519± 2014± 0.69± 0.98± 0.41± 1.02±
11.3** 12 165.8** 456 669* 787 0.31** 0.50 0.37** 0.50*
注：括号内数据为兔数。 与撞击前比较:* P<0.05 **P<0.01
本研究表明，CIT后心脏功能有明显改变。左心室功能障碍主要表现为舒张功能障碍，而对收缩功能的影响相对较小，CIT后24 h，在左心室收缩功能基本恢复的情况下，仍然存在左心舒张功能障碍。右心室功能改变则主要表现为收缩功能障碍，而对舒张功能的影响较小。其具体机制尚待进一步研究。同时也说明，CIT后采用SPECT检测心脏功能有助于诊断心功能障碍。
基金项目：国家自然科学基金重点资助项目(39630330)
作者单位：400042 重庆，第三军医大学附属大坪医院野战外科研究所
参考文献
1，Holness R, Waxman K. Diagnosis of traumatic cardiac contusion utilizing single photon-emission computed tomography. Crit Care Med, 1990, 18:1-3.
2，McCarthy MC, Pavlina PM, Evans DK, et al. The value of SPECT-hallium scanning in screening for myocardial contusion. Cardiovasc Intervent Radiol, 1991, 14:238-240.
3，Adachi K, Kawata M, Araki S, et al. A case of crush syndrome with giant negative T waves and reversible left ventricular dysfunction. Jpn Circ J, 1996, 60:809-814.
4，潘中允，主编. 临床核医学. 第 1版. 北京：原子能出版社， 1994. 210-230.
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