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高钙血症患犬采用超声联合心电图诊断的效果

时间:2020-09-07 来源:山东农业大学 本文字数:7360字
作者:李伯玉 单位:山东农业大学
  中文摘要
  
  犬血钙浓度正常参考值为2.25 ~ 2.75 mmol/L,血钙浓度高于2.75 mmol/L则被认为发生了高钙血症。高钙血症是小动物临床上常见的电解质紊乱疾病之一,如原发性甲状旁腺功能亢进、恶性肿瘤都可引起高钙血症,而血钙水平对心肌细胞的影响十分显着,表现出高度的敏感性,因此患高钙血症动物心脏功能往往受到或多或少的损害。近年来,犬高钙血症病例发生率有逐年上升的趋势,但小动物中关于超声监测高钙血症对心脏影响的报道极少。为了评价超声心动图在犬心脏结构和功能检查中的应用价值,为犬高钙血症的临床诊断以及医学试验提供科学依据,本研究通过B和M超声联合心电图监测并结合血检,早期诊断高钙血症患犬,从而做到早期治疗,使患犬的临床症状得到改善。


高钙血症患犬采用超声联合心电图诊断的效果
 
  
  本试验选取20只健康实验犬,雌雄各半,平均体重为6.9±1.84 Kg。先进行正常条件下各指标监测,然后进行血液注钙实验,即通过静脉滴注氯化钙;血清检测血清离子钙;心电图仪监测高钙血症的犬心脏各波形变化,尤其是QT间期。同时采用兽用B超机二维联合M超声技术进行采集和定标,在不同切面测量心功能参数,包括左心室舒张期内径(LVIDd)、左心室收缩末期内径(LVIDs)、舒张末期常规左室后壁厚度(LVPWd)、收缩末期左室后壁厚度(LVPWs)、舒张期室间隔厚度(IVSd)、收缩期室间隔厚度(IVSs)、主动脉内径(AOD)、右房内径(RA)以及舒张早期二尖瓣前叶与室间隔之间的距离(EPSS),以及仪器计算出左室短轴缩短分数(FS)、射血分数(EF)、平均收缩期射血率(MSER)、纤维圆周缩短平均速度(MVCF)。
  
  通过统计分析发现,正常犬血液和心脏中各参数与体重呈正相关,与性别间相关性较低。当犬只进行镇静麻醉后,心率减缓至56.4±22.15 bpm。滴注氯化钙30 min左右血钙浓度达3.596±0.29 mmol/L,心率为75±27.07 bpm,心电图出现明显QT间期缩短,B、M超心动图各功能参数无明显变化,偶尔出现心律不齐,心电图也表现出这一现象。当给药至3 h时,血钙浓度达到5.6±0.18 mmol/L,心率明显加快,QT间期依然缩短,偶见延长。M超心功能参数LVIDd、LVIDs内径减小,IVSd、IVSs、LVPWd及LVPWs增厚,其他参数无明显变化,观察B超可发现二尖瓣关闭不全及主动脉扩张。当血清钙达8.158±0.77 mmol/L时,心率再次加快,心电图出现多种严重的心律失常后易发生室颤,由于个体差异,部分犬心率减慢,P波消失,ST段抬高,出现J点并发生若干个期前收缩。当血钙浓度达到9.282±1.12 mmol/L时,超声观察到心房迅速扩大,主动脉缩至最小。建立高钙模型的犬的QT间期与血清钙浓度呈负相关(P<0.01)。体内血清钙浓度先缓慢上升,在3h左右上升速度加快。左心功能参数中CO、EF、FS及MVCF与心率趋势一致,而EDV、ESV、SV及MSER与其趋势相反。
  
  综上所述,健康犬静脉滴注氯化钙溶液可以成功建立高钙血症模型,出现心率加快、心律紊乱等症状;来自心电图和B、M超声图的结果以及血清钙浓度检测,可以更好地诊断高钙血症引起的心律失常。超声图对于早期高钙血症诊断意义不同,当发生严重心律失常或疾病后期才能发挥作用;血清钙检测及心电图对疾病早期诊断具有意义,由于需与其他疾病相鉴别,结合起来可以提高诊断准确率。
  
  关键词:   犬;心脏;高钙血症;B、M 型超声心动图;心电图。
  
  Abstract
  
  The normal blood calcium concentration in dogs is 2.25 ~ 2.75 mmol/L. Hypercalcemia may occur when the blood calcium concentration reaches to higher than 2.75 mmol/L. Hypercalcemia is one of the common clinical disorders of electrolytes in small animals. For example, primary hyperparathyroidism and malignant tumors can both cause hypercalcemia,and blood calcium levels have a significant effect on cardiac muscle cells. Dogs with hypercalcemia express highly so sensitive that heart functions are often more or less impaired. In recent years, the incidence of canine hypercalcemia cases has been increasing year by year, but there are very few reports on the effects of hypercalcemia on the cardiac function in small animals through ultrasoundgraphy. In order to evaluate the application value of echocardiography in canine cardiac structural and functional examination, and to provide scientific basis for clinical diagnosis and medical tests of canine hypercalcemia, we in the study used B and M ultrasoundgraphy, and ECG, as well as blood tests for early diagnosis, so as to make dogs with hypercalcemia treat early and alleviate the clinical symptoms of the dogs.
  
  Healthy dogs (n=20) were selected in the experiment, half of which were male and female, and were routinely reared. The average weight is 6.9 ± 1.84 kg.Firstly, the bloodindicators of dogs under the normal conditions are measured, and then the serum ionized calcium detected during intravenous injection of calcium chloride. Simultaneously,electrocardiography is used to monitor the changes of waveforms in the canine heart with hypercalcemia, especially the QT interval. Finally, veterinary B ultrasound combined Multrasound technology was used for acquisition and calibration, and cardiac function parameters were measured in different sections, including left ventricular diastolic diameter (LVIDd), left ventricular end-systolic diameter (LVIDs), and end-diastolic left ventricle.Posterior wall thickness (LVPWd), end-systolic left ventricular posterior wall thickness (LVPWs), diastolic ventricular septal thickness (IVSd), systolic ventricular septal thickness (IVSs), aortic inner diameter (AOD), right atrial inner diameter (RA), the distance between the anterior mitral anterior mitral valve and ventricular septum (EPSS), and the instrument is used to calculate the left ventricular short-axis shortening fraction (FS), ejection fraction (EF),mean systolic ejection rate (MSER), fiber circumference shortening average speed (MVCF).
  
  The result showed that the parameters in blood and heart of normal dogs were positively correlated with body weight, and were less correlated with sex. When the dogs were sedated,their heart rates slowed to 56.4 ± 22.15 bpm. At about 30 minutes after intravenous injection of calcium chloride, the blood calcium concentration reached to 3.596 ± 0.29 mmol/L, and the heart rate was 75 ± 27.07 bpm. The electrocardiogram showed significant shortening of the QT interval, but B and M echocardiograms showed no significant changes in functional parameters, and occasional arrhythmias. The electrocardiogram also showed this phenomenon. When administered to 3 hours, the blood calcium concentration reached 5.6±0.18 mmol/L, the heart rate was significantly accelerated, the QT interval was still shortened, and occasionally prolonged. The results from M ultrasound showed cardiac function parameters LVIDd and LVIDs decreased in internal diameter, IVSd, IVSs, LVPWd and LVPWs thickened, and other parameters did not change significantly. B ultrasound results can show mitral valve insufficiency and aortic dilatation. When the serum calcium reached 8.158 ± 0.77 mmol/L, the heart rate accelerated again, and after a variety of severe arrhythmias on the ECG, ventricular fibrillation occurred until death. Due to individual differences, the heart rate of some dogs slowed down, the P wave disappeared, and the ST segment increased. The J point appears and the heartbeat stops after several pre-period contractions. When the blood calcium concentration reached 9.282 ± 1.12 mmol/L, ultrasound showed that the atrium expanded rapidly, the aorta contracted to a minimum, and the heartbeat stopped. The QT interval of dogs with high calcium model was positively correlated with serum calcium concentration (P <0.05). The serum calcium concentration in the body rises slowly at first, and the rate of rise increases at about 3 hours. In left heart function parameters, CO, EF, FS, and MVCF are consistent with the heart rate trend, while EDV, ESV,SV, and MSER are in the opposite trend.
  
  In conclusion, the intravenous infusion of calcium chloride solution in healthy dogs can successfully establish a hypercalcemia model, with symptoms such as increased heart rate and cardiac rhythm disturbances; The results from electrocardiogram and B and M-mode sonogram, as well as determination of serum calcium concentrations can diagnose betterarrhythmia caused by hypercalcemia can be better for arrhythmia due to hypercalcemia is diagnosed. Ultrasound diagnosis is not significant at the early stage of hypercalcemia, and it can only play an assistant role when severe arrhythmia or late disease occurs. The determination of serum calcium and electrocardiogram are more significant at the early stage of the disease. Because it needs to be distinguished from other diseases, it can improve the diagnostic accuracy.
  
  Keywords:    Canine; Heart; Hypercalcemia;B and M-Mode Echocardiograms;ECG。
  
  1、 前言
 
  
  1.1 、兽医超声影像发展历史及基础原理。
  
  1.1.1 、超声成像技术的原理。
  

  在力的作用下随着时间和空间的改变而变化的物质被称之为声波。根据人耳听觉的范围划分为超声波、声波、次声波,超过人类听阈上限(人类听不到)、在20000个周期数/秒,也就是20 k Hz以上的声音被称之为超声(Wells and Clark, 1970)。医疗诊断常用到的频率一般在2-15 MHz,此种无损伤、便捷又相对安全的医学技术在临床上越来越广泛。在一定程度上取代了对人体有损害的X线技术,例如心血管造影术、尿道造影术等。根据压电效应原理,超声波在某些适合的媒体如压电晶体中产生(陈思楷等,2019;肖瑶等,2019)。所谓压电效应就是压力与电荷相互转化的物理现象。当电脉冲作用于晶体,压电效应使晶体变形,产生振动,将超声波送入(1%时间)机体,并接收(99%时间)返回的声波。接收回来的声波根据回声强弱程度成比例地产生电脉冲,按不同灰度等级在超声仪屏幕(监视器)呈现出来。回声越强获得的图像越亮,反之越暗。
  
  超声波与组织相互作用(焦贵昆,2010)。晶体所在的设备(换能器或者探头)中,通常有多种频率和形状以适应不同组织的探查。由于超声波在不同组织中的传播速度不同,机体组织不同密度对超声波传播有影响(Powles et al., 2018)。超声波在气体中传播差,在软组织中较好,所以需要用耦合剂排除空气的干扰使探头紧密的接触皮肤,使超声波进入体内。
  
  超声波具有衰减性。通常来说,在人体内介质中传播的超声波其能量是逐渐衰减的,声波在返回时也会衰减,人体软组织对超声波的吸收消耗是衰减的原因之一,由超声波传播的深度与自身的频率决定衰减的幅度。一般认为,正常组织比出现病理变化的组织对超声波的吸收消耗更小(夏青青等,2018)。探头的频率和不同的组织结构影响衰减程度,频率越低,传播较远,探测的组织深度越深,获得的图像清晰度越低。频率越高,衰减越快,深度较浅,但是清晰度高获得的图像质量越好。因此需要根据被检组织的情况选择探头的频率(刘扬等,2019),低频声波(2.0-3.5 MHz)多用于大型犬或头骨厚实犬的脑部检查(葛永军,2016);中频声波(3.5-7.5 MHz)的扇形探头多用于肝脏脾脏等腹部脏器,膀胱等泌尿系统以及子宫等生殖系统的检查(郭宏彬等,2016);高频声波(7.5-10 MHz)多用于眼球、眼眶、甲状腺、乳腺、胰脏等器官的探测(王立伟等,2011)。
  
  超声波具有反射性、折射和散射性(王琳瑶等,2019)。在同一组织的均匀介质中传播时,超声波基本上按照直线传播。当超声波从一种组织进入到另一不同介质的组织时,会在两者的分界面发生反射和折射现象。
  
  根据各组织回声特征,可以获取各器官组织的图像。血液、腹水、尿液等液性物质,由于其物质结构均匀,内部声阻抗差异很小,超声波在此种物质中无反射性,所以在图像上是无回声的暗区;软组织实质也是均匀的,但是组织声阻抗差异性低,回声强度低,多呈现为细密均匀的反射光点的低回声区,例如肝脏;如果组织结构复杂,声阻抗差异较大,反射较强则为高回声区,例如心瓣膜;软组织与含有气体的组织器官交界处形成多次反射,致使此界面后面的组织无法显示,如含有气体的胃肠道。
  
  1.1.2 、B、M 型超声心动图医学超声技术发展历史。
  
  1880年Pierre Curie与Jacques Curie发现了压电效应。
  
  Dussik和Firestone在1942年首次将超声工业原理应用到医学的诊断当中,利用超声来诊断颅脑的疾病。在1952年,两位美国学者D.H.Howry和Bliss利用B型超声诊断仪进行了肝脏的探测并获得图像。超声心动图(UCG)是在1954年由Edler首先提出并应用于血管疾病诊断和研究中的。其具有无创性、无辐射性、成本较低、仪器操作容易、重复性好并能提供准确的病理变化的特点,成为心脏疾病诊断的重要手段,广泛被应用于兽医的临床研究中。
  
  M型超声诊断仪,也称超声心动图仪,由B型超声仪演变而来,其工作原理与B型类似。
  
  因为UCG属于一维图像,不能反映出心脏的整体,测定和记录方法也不够完善,因此生产的B超机均设计有M型或M/B型电路系统,以将M型超声心动图和B型超声心动图切面显像紧密结合起来,取长补短,进而提高了对心血管及其活动器官疾病的诊断准确率(郭薇等,2006)。
  
  M型超声心动图取样线上的时相(时间-空间)分辨力极高,能通过活动曲线的运动方向及其曲线斜率准确了解室壁与瓣膜的动态和速度;对心脏结构的分辨力也具有优势,即高空间分辨力,实时测计心腔容量、定量检测心室壁运动和心功能的准确性高(赖宝春等,2019)。在临床诊断中,X线检查与超声检查是互补的(王伟明,2010)。胸部检查中,X线片更容易显示心脏是否增大,而超声心动图可以检查各个腔室以及瓣膜。在1958年,我国的超声诊断技术才刚刚开始在上海用于临床,随后,上海、武汉等地开始批量生产A型超声诊断仪,并在全国范围内迅速推广。
  
  1962年我国学者开始进行M型超声心动图探索,在世界上属于较早开展超声心动图研究的国家之一,并曾作出过很大的贡献(李淑萍,2014)。随着我国超声技术的发展,这一技术在医学上已被广泛的使用,小动物超声医学也在不断的完善与发展。
  
  1967年实时B型超声诊断仪的诞生,标志着超声技术的重大进步。我国相继研制并生产了M型超声诊断仪、电子线阵式及机械扇型扫描式B超等多种诊断仪器、连续多普勒超声诊断仪。
  
  1976年挪威学者Holen应用CW测MR狭窄的血流速度,并利用流体力学原理将流速转换为跨瓣压差、瓣口面积。挪威另外两位学者Hatle、Angelsen推导出简化伯努力方程,开创了多普勒超声心动图进行定量诊断的新时代。在1982年两人还撰写了世界上第一部《多普勒超声在心脏病学中的应用》,同年日本物理学家Namekawa、美国学者Bommer应用自相关分析、彩色编码技术创立二维彩色多普勒显像技术,日本Aloka公司研制出了第一台二维彩色多普勒显像仪。
  
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  1.2、犬心脏解剖及电生理机制.
  1.2.1、心脏生理解剖
  1.2.2、心脏电生理机制.
  1.2.3、正常心肌动作电位的产生.
  1.3、体表心电图在犬心脏疾病诊疗上的应用
  1.3.1、大体表心电图的研究进展
  1.3.4、心电图对于诊断高钙血症的意义.
  1.4、高钙血症
  1.4.1、商钙血症疾病概述.
  1.4.2、高钙血症的发病机制及临床意义
  1.5、血清钙浓度对于高钙血症的诊断的意义
  
  2、材料与万法.
  
  2.1、材料.
  2.1.1、试验动物
  2.1.2、主要检测仪器
  2.2、方法.
  2.2.1、实验前动物准备
  2.2.2、建立急性高钙血症模型.
  2.2.3、体表肢体导联心电图.
  2.2.4、超声扫查并保留图像.
  2.3、测量参数及统计分析.
  
  3、结果与分析.
  
  3.1、犬心脏超声检查声像图.
  3.1.1、健康犬B超M超联合检查声像
  3.1.1.1、左心室、室间隔及右心室
  3.1.1.2、二尖瓣
  3.1.1.3、主动脉根部及主动脉瓣.
  3.1.2、正常犬性别、体重与各心功能多数的关系
  3.1.3、不同程度高钙血症犬B型M型超声检查声像图.
  3.2、大体表心电图描记曲线及指标变化.
  3.2.1、正常大的心电图波形.
  3.2.2、滴钙后心电图的变化
  
  4、讨论.
  
  4.1、B. M超声心动图.
  4.1.1、左心室
  4.1.2、左心房
  4.1.3、二尖瓣.
  4.1.4、主动脉
  4.2、心电
  4.3、血清钙浓.
  4.4、高钙血症对左心室结构及心功能的影响.

  5 、结论

  超声心动图结合心电图阳性诊断率明显与单一的超声心动图或心电图比诊断率高;右心扩大及右心衰通过超声心动图结合心电图诊断的阳性率也明显比超声心动图、心电图诊断率高。表明在诊断高钙血症引起的心律失常或其他心脏病中,心电图结合超声心动图诊断准确率更高。高钙血症需要早期诊断,早期治疗。本试验还存在不足之处:(1)麻醉镇静类药物或多或少影响心率,代谢及代偿功能下降。(2)犬数量有限,样本量不足也可影响统计结果。(3)犬个体差异性影响。不同的犬只代谢抵抗能力不同,品种多以杂种犬为主,与其他纯种犬比体质较好。(4)由于采用建立高钙血症模型的方式模拟高钙血症及高钙血症危象,与临床高钙血症存在差异,临床上的疾病多以多种疾病同时存在,其可能相互作用,而本试验除体重、性别不同外,仅高钙这单一因素作用。(5)本试验只监测了血钙浓度,其他电解质未测量,在高钙血症情况下其他电解质的变化有待进一步研究。

  总而言之,所有实验室检查以及影像学检查都是作为辅助手段结合临床症状及表现,根据临床经验达到对疾病的确切诊断,单一的检查方式不能够完全的反映真实的疾病状况。

  参考文献.

  原文出处:通过心电及超声技术诊断急性高钙血症对犬心功能的影响[D]. 李伯玉.山东农业大学 2020
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