建立仔猪经胸超声心动图标准化方案及半月瓣生长趋势的首次报道

《Scientific Reports》：Transthoracic echocardiography for evaluating cardiac parameters in growing piglets

本研究针对猪心脏解剖结构与人类相似但体位差异导致标准人用超声心动图方案不适用的问题，开发了首个仔猪标准化经胸超声心动图(TTE)方案，通过59次系列监测首次建立了健康仔猪半月瓣和左心室尺寸的正常生长曲线。该方案为部分心脏移植(PHT)等心血管疾病大动物模型研究提供了重要的标准化评估工具。

　　

在心血管疾病研究领域，大型动物模型是连接基础研究与临床应用的重要桥梁。猪因其心脏结构与人类高度相似，成为研究先天性心脏病(CHD)和新疗法的理想模型。然而，由于猪的四足站立姿势和胸廓结构与人类的根本差异——哺乳动物通常为侧向压缩胸腔，而人类为背腹侧压缩胸腔——直接套用人类标准超声心动图方案在猪模型中效果不佳。更关键的是，以往关于猪超声心动图的研究多集中于成年动物，而对正处于快速生长期的仔猪缺乏标准化评估方案，特别是对半月瓣（主动脉瓣和肺动脉瓣）系列生长规律的认知几乎空白。

为解决这一瓶颈问题，阿肯色儿童医院的研究团队在《Scientific Reports》上发表了开创性研究。他们首次开发了针对仔猪的标准化经胸超声心动图(TTE)方案，并利用该方案系统揭示了健康仔猪半月瓣和左心室尺寸的正常生长规律。这项工作为心血管疾病研究，特别是新兴的部分心脏移植(PHT)领域提供了重要的技术支撑和基础数据。

研究团队采用专为研究培育的约克夏猪(8-15 kg，5-8周龄)，在麻醉状态下使用飞利浦EPIQ 7超声机的5 MHz和6 MHz探头进行成像。技术方法的核心是建立了系统的成像方案，包括剑突下切面、心尖四腔心切面、胸骨旁长轴切面和胸骨旁短轴切面等标准视图，并明确了每个视图的解剖标志。通过系列TTE检查(每只仔猪4-8次，间隔1-2周)，测量主动脉瓣和肺动脉瓣环尺寸以及左心室尺寸，采用广义加性混合模型(GAMM)分析生长趋势。

标准化仔猪TTE方案

研究团队由训练有素的儿科心脏病专家和心脏超声医师共同开发了一套完整的标准化方案。与人类检查不同，为获得类似胸骨旁短轴和长轴的视图，需要从仔猪右侧胸部进行扫描。方案详细规定了各标准视图的获取方法和测量要点，包括胸骨旁长轴视图测量主动脉瓣(图4b)，胸骨旁短轴视图测量肺动脉瓣(图3g)，以及通过M型超声测量心室腔尺寸和壁厚。

半月瓣生长趋势

对8只仔猪的59次观察数据显示，年龄是肺动脉瓣大小的最强预测因子(调整R²=0.848)，而体长是主动脉瓣大小的最强预测因子(调整R²=0.892)。多变量GAMM分析显示，结合年龄、体重和体长三个生长指标的多变量模型对瓣膜尺寸的预测优于任何单一指标模型。肺动脉瓣和主动脉瓣的调整R²分别达到0.877和0.918。

左心室尺寸生长趋势

对于左心室舒张末期维度(LVEDD)和收缩期左心室后壁维度(PWs)，体重是最佳预测指标(调整R²分别为0.819和0.709)；而对于左心室收缩末期维度(LVESD)，年龄是最强预测因子(调整R²=0.638)。整体射血分数均值为53.8%，缩短分数均值为27.6%。

心脏手术前额外评估

研究还包括术前评估方案，重点检测动脉导管未闭(PDA)和心内分流(通过气泡研究)，为心脏手术规划提供关键信息。

本研究首次建立了仔猪标准化TTE方案并报告了半月瓣和左心室的正常生长曲线。这一突破解决了猪模型中心血管研究长期存在的技术瓶颈，为部分心脏移植等前沿研究提供了可靠的评估工具。标准化视图确保了不同观察者间和系列随访中的可重复性，使研究人员能够可靠评估血流动力学功能和随时间推移的生长情况。特别值得注意的是，对于术后生长受限的仔猪，体重相关性最为实用。这些生长趋势为未来实验模型提供了重要比较基准，对儿科心血管疾病研究、异种移植供体选择等领域具有重要价值。该方案已成功应用于数十只接受部分心脏移植的仔猪的系列综合评估，证明了其可行性和实用性。