做射血分数保留的心衰(HFpEF)模型,最容易卡住的不是造模,是评价。
HFpEF 的定义特征就是“射血分数保留”——LVEF 正常。所以当你把模型组拉上机,看到 LVEF 依然是 80% 左右,第一反应往往是“模型没造上”。但恰恰相反:LVEF 正常是入组前提,不是失败信号。判据在舒张功能上。
这篇以“双重打击”法(高脂饲料 + L-NAME)为例,把超声评价这套流程从头到尾拆一遍:什么时候扫、扫哪几个切面、测哪几个指标、数值怎么读、哪些坑最容易踩。
一、判据为什么不在 LVEF 上
先把 HFrEF 和 HFpEF 的超声特征摆在一起,差别一眼就清楚:
| 特征 | 射血分数降低(HFrEF) | 射血分数保留(HFpEF) |
|---|---|---|
| LVEF | 明显下降 | 正常或接近正常 |
| 左室壁厚度 | 变薄、扩大 | 增厚(向心性重构) |
| 舒张功能 | 继发受损 | 原发受损,是核心判据 |
| 左室充盈压 | 后期升高 | 早期即升高 |
| 整体功能指数(Tei) | 升高 | 升高 |
结论很直接:评价 HFpEF 模型,重点在舒张,不在收缩。只报一个 EF,等于没评价。
二、造模与超声时间点:先把对照组立起来
“双重打击”法的思路是代谢应激加内皮抑制,两头一起压。一个典型的方案参数是:
| 项目 | 参数 |
|---|---|
| 品系与周龄 | 6 周龄雄性 C57BL/6N |
| 高脂饲料 | D12492,脂肪供能约 60% |
| 饮水 | L-NAME 0.5 g/L |
| 干预周期 | 8 周 |
| 超声时间点 | 第 0、5、8 周各一次 |
三个时间点不是随便定的:第 0 周是自身基线(每只鼠自己对照自己,能抵消个体差异),第 5 周看趋势(判断模型是否在起效,不行还能补救),第 8 周是终点(取材前的最终数据)。
这里有一件事必须提前说清:HFpEF 的判据全部是“组间比较”性质的。同样一个 E/e' = 35,在不同品系、不同麻醉方案、不同设备上未必可比。所以同期必须跑对照组,且两组要同批、同周龄、同麻醉、同一人操作。跨批次凑数据,最后统计会被审稿人问死。
三、一次完整的评价怎么做:六步走完
不同实验室的细节会有出入,但骨架是一致的:
| 步骤 | 操作要点 |
|---|---|
| 1. 麻醉 | 1.4% 三溴乙醇腹腔注射(也有实验室用异氟烷,见下文坑一) |
| 2. 保定 | 剃净左胸及剑突周围毛发,仰卧固定,涂耦合剂,保持体温 |
| 3. 左室长轴 | M 型取样线垂直于室间隔与左室后壁,测 LVEDD、LVESD,机器自动算 LVEF、FS |
| 4. 心尖四腔心 | B 型 + 彩色 + PW 三同步,取样容积置于二尖瓣口,测 E 峰、A 峰、ET、IRT、ICT、DT,据此算 E/A 与 Tei 指数 |
| 5. TDI 组织多普勒 | 取样点置于二尖瓣环室间隔侧,测 e' 速度 |
| 6. 取值 | 连续 3 个心动周期取平均,心率同时记录 |
第 4、5 步是 HFpEF 评价的关键,也是最容易被简化掉的两步——尤其是 TDI,很多设备没有这个模式,就直接跳过了,最后指标少一半。
第 6 步的“3 个心动周期取平均”看着繁琐,但对小鼠是必须的:小鼠心率近 400 次/分,呼吸和麻醉的微小波动都会让单次测量偏掉。
四、四项核心判据与参考区间
下表是一组文献实测数据(6 周龄雄性 C57BL/6N,8 周“双重打击”模型,对照组与模型组各 10 只,出处见表格下方)。这些数值仅供判断方向参考,不是通用标准:
| 指标 | 对照组 | 模型组 | 判读方向 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| 心率(次/min) | 385 | 383 | 无差异 | 两组无差异说明麻醉深度控制得住,数据才可信 |
| LVEF(%) | 79.4 | 81.0 | 无差异 | HFpEF 的定义特征,不是失败 |
| E/A | 1.54 | 2.06 | 升高 | E 峰相对 A 峰增高,提示松弛性下降、充盈模式改变 |
| e'(cm/s) | 2.68 | 1.87 | 降低 | 二尖瓣环运动速度下降,心肌长轴功能受损的直接证据 |
| E/e' | 23.5 | 38.1 | 升高 | 左室充盈压升高的无创估计,单项诊断价值最高 |
| Tei 指数 | 0.65 | 1.04 | 升高 | 收缩与舒张整体功能下降 |
| DT(ms) | 23 | 37 | 延长 | 心肌松弛性下降 |
数据来源:蒋颖怡,朱明军.心脏形态功能超声学对“双重打击”法诱导的射血分数保留的心力衰竭小鼠的诊断价值[J].中西医结合心脑血管病杂志,2026,24(19):2996-3005.该研究同时用 BNP、心肌病理和肺组织改变做了验证,模型在病理层面成立。
三个必须提醒的点:
第一,这些数值是参考区间,不是通用标准。 单中心、单批次、小样本,且与品系、麻醉、设备、操作者都相关。它的用法是“判断方向对不对”,不是“没到这个数就是失败”。
第二,小鼠的 E/e' 不能套人医阈值。 人医里 E/e' > 14 提示充盈压升高,而小鼠的基线本来就在 23 上下——因为小鼠心率快、e' 速度本身低。直接套人的界值,会把整批对照组都判成心衰。做小鼠就得用小鼠的同期对照做基准。
第三,HFpEF 模型组的 LVEF 常常比对照组还高一点。 上面这组数据就是 79.4 对 81.0。这不是数据出错:室壁增厚、左室腔变小之后,EF 这个容积比值会算得偏高。它恰恰说明一件事——在 HFpEF 里,EF 不能当功能好坏的标尺。
五、五个最容易踩的坑
坑一:麻醉深度漂移,心率没控住。
上面那组数据里两组心率 385 与 383,几乎一样——这不是巧合,是控制出来的。心率一旦偏离(比如麻醉过深掉到 300 以下,或过浅飙到 500 以上),E/A、Tei、DT 全部跟着变,组间差异会被麻醉差异淹没。每次扫查记录心率,是数据能不能用的一条硬标尺。
另外,三溴乙醇和异氟烷对心率、舒张功能的影响不一样,同一课题全程只能用一种,中途换麻醉方案等于换了一套基线。(注:具体麻醉药品的选择与使用,请严格遵循所在机构的动物伦理委员会规定。)
坑二:E 峰和 A 峰融合。
小鼠心率接近 400 次/分时,舒张期很短,E 峰和 A 峰容易连成一个波,测出来的 E/A 没有意义。处理办法是轻减麻醉让心率略降,或者只在能清晰分离的心动周期上取值——不要硬测一个融合波。
坑三:取样位置和切面不一致。
E 峰取在二尖瓣口,e' 取在二尖瓣环室间隔侧——这两个位置不是一回事,混着取,算出来的 E/e' 就不可比。同一课题从第一次到最后一次,切面、取样点、增益设置都要固定下来,最好截图存档。
坑四:只报 EF,舒张指标一个不给。
这是审稿意见里最常见的质疑。HFpEF 模型的完整判据链至少要有四环:LVEF 保留 + E/A 改变 + e' 降低 / E/e' 升高 + Tei 升高,再配病理和血清学指标。缺了舒张这一环,模型性质就说不清。
坑五:样本量没给死亡和失败留余量。
造模 8 周,中途死亡、超声图像质量不合格、E/A 无法分离,这三类损耗叠起来不小。立项时按“预计入组数 = 目标样本量 ÷ 0.8”倒推比较稳妥,否则最后统计功效不够。
六、这套评价对设备的要求:三条硬门槛
回头看第三节那张六步表,能不能跑完,实际取决于设备有没有这三样:
| 门槛 | 为什么必须有 |
|---|---|
| PW 频谱多普勒 | 没有它测不了 E 峰、A 峰、ET、IRT、ICT、DT,E/A 和 Tei 全部做不出来 |
| TDI 组织多普勒 | 没有它测不了 e',E/e' 这个最有价值的指标直接缺失 |
| 足够的小动物帧频与高频探头 | 小鼠心率近 400 次/分,帧频跟不上就会漏掉峰值,M 型取样也容易偏 |
再加上一个软性但很实用的条件:心脏测量软件包。EF、FS 能自动算,Tei 指数的几个时间间期能直接在机器上标出来,比导出图像手工量省大量时间,也减少人为误差。
以 YHK-DY30 专业版为例,其血流成像组合包含 PW 频谱多普勒与 TDI 组织多普勒,内置心脏测量计算软件包,标配 18MHz 高频线阵探头可覆盖小鼠、大鼠的浅表心脏扫查,正好对上上述三条门槛。
但边界也要说清楚:如果课题要做的不是常规心功能与血流动力学,而是心肌应变(Strain)、微血管成像、超分辨血流这类定量项目,那就不是这个档位的设备能覆盖的范围,需要另作选型。设备选型最怕的不是买便宜了,是买回来才发现关键指标测不了。
七、把模型方案发过来,帮你对一遍测量清单
如果你正在做或准备做心衰模型,把这几样信息发过来:动物品系与周龄、造模方法、超声时间点、计划报的指标清单。我们按你的判据链对一遍设备功能,回一份“哪些指标这台机器能直接出、哪些需要额外配置”的对照清单。
设备咨询 / 测量方案:191 3976 7897(微信同号)
想先看这台机器的成像档位与探头配置,可查阅 YHK-DY30 专业版产品页。
常见问题(FAQ)
Q1:模型组 LVEF 没降,是不是造模失败了?
不是。HFpEF 的定义就是射血分数保留,LVEF 正常反而是模型成立的标志之一。判断模型成没成,要看舒张功能(E/A、e'、E/e')和 Tei 指数,再配合病理和 BNP 等血清学指标。
Q2:没有 TDI 功能,只测 E/A 够不够?
能说明一部分问题,但不够稳。E/A 受心率、麻醉、前负荷影响较大,容易出现假性正常化;e' 和 E/e' 相对不依赖前负荷,是鉴别 HFpEF 的关键。如果设备没有 TDI,建议至少在结论里说明这一限制。
Q3:小鼠的 E/e' 参考值是多少?
不能套人医的界值。有研究报道 6 周龄雄性 C57BL/6N 小鼠对照组 E/e' 约 23、HFpEF 模型组约 38,但这是单中心单批次数据。实际操作中应以同批同期对照组的均值 ± 标准差为基准做组间比较,而不是套一个固定数字。
Q4:麻醉用三溴乙醇还是异氟烷?
两者都有人用,关键不是选哪个,而是全程统一。三溴乙醇腹腔注射操作简单、对心率影响相对平稳;异氟烷可调、适合长时程操作,但深度控制不当会引起心率漂移。同一课题中途换麻醉方案,前后数据就不可比了。具体选择务必遵照本单位的伦理规范。
Q5:扫一次大概要多久?
熟练之后单只小鼠完成左室长轴、心尖四腔心、TDI 三组切面,加上图像存档,通常在十几分钟量级。样本量大时要按这个量算总机时——20 只的课题,一天排 6–8 只是比较现实的节奏。
本文为河南宜慧康实验动物超声技术参考内容,具体实验方案与数据判读请结合课题设计要求综合判断。
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