采用人体贴片式TER010心电记录仪超长时间记录自然状态下大鼠的动态心电*

杨杭 王思嘉 何修远 木扎拜尔·卡日 宋洁 薄雅坤 张玲

大鼠作为生命科学研究中广泛应用的实验动物，在生物学、医学、兽医学等学科研究中都有非常重要的作用[1-2]。尽管目前有一些清醒状态下大鼠心电图的报道，但记录时间均不超过半小时[3-4]，因此大鼠长程自然状态的心率和心律特点及昼夜节律变化尚不清楚，尤其对于疾病模型或干预情况下的心脏的影响，在自然状态下的长程心电监测，一直尚未有简单易行无创且价格低廉的监测工具。

人体贴片式TER010 心电记录仪因其价格低廉，可将贴片贴于皮肤表面，无损伤，长程记录5 天所有的心电事件等优点，已在临床有比较广泛的应用[5-8]，对于大鼠自然状态正常心电图及模型情况下心律失常的检出及分析带来了可能。基于以上考虑，笔者探讨人体贴片式TER010心电记录仪在大鼠自然状态长程心电监测中的应用的可行性。

1 材料与方法

1.1 研究对象和实验材料 实验对象：成年SPF级Sprague-Dawley(SD)大鼠10 只，雌雄不限，体重(250±23.23)g，购自新疆医科大学动物实验中心，饲养于新疆医科大学动物饲养基地，实验进行于新疆医科大学第一附属医院心电生理与心脏重塑重点实验室，动物可自由饮水、进食，环境室温20～23 ℃，空气湿度40%～60%，喂养采用大鼠普通颗粒饲料和普通饮用水，控制明暗光照各12 小时/天。心电监测期间不限制其活动，单鼠单笼，正常进食水。实验材料：小动物麻醉机-基础型(R500IE，深圳市瑞沃德生命科技有限公司，中国)；麻醉药异氟烷(深圳市瑞沃德生命科技有限公司，中国)；长程贴片式动态心电监测产品(索思医疗，TER010)。

1.2 麻醉方式 麻醉诱导过程中空气速率为3 L/min，异氟烷浓度为3.0%，麻醉气体输入诱导盒中，将大鼠放入诱导盒，进行麻醉诱导。麻醉维持过程中空气速率为0.7 L/min，异氟烷浓度为1.5%，麻醉气体以面罩吸入方式给药。

1.3 人体贴片式TER010 心电记录仪 由贴片式心电传感器(图1a)，贴片式动态心电记录仪主机(图1b)及无限数据终端(图1c)组成，可实时采集与传输动态的心电数据(图1)，可持续记录120 h，并可实时传输，为保障心电图记录过程中心电情况，可通过手机/电脑实时监测心电图情况(图2)。

图1 人体贴片式TER010心电记录仪(索思医疗，TER0101)产品组成

该产品监测可分为两种工作模式：①蓝牙-专用网关/手机APP-云服务器：可进行实时监护，记录仪通过蓝牙与网关/手机APP 连接再由网关/手机通过4G 或者WiFi传输到云服务器，最后将数据传输到监护端，可通过电脑监测或手机APP看到心电波形，实现实时监护。②记录仪主机-应急数据连接线：与传统Holter的模式类似，将设备贴在实验对象身上，经过20 h的检查后取出主机，再通过数据线将主机里的数据传输到电脑，最后出具完整报告。

1.4 监测设置及程控 新建监护单，输入大鼠编号、年龄、性别等信息，点击单通道心电，打开或关闭遥测，指定监护天数(选择5 天)。然后主机通过数据线连接电脑，出现对勾图标并提示主机插入成功，开始监护。取出传感器和主机，将二维码朝上插入传感器，蓝灯闪烁显示主机正常工作。打开APP，点击蓝牙图标，扫描主机二维码，提示连接成功后点击查看，出现直线后表示设备正常工作。

1.5 心电监测仪的安装 气体麻醉下，前胸后背备皮后用脱毛膏进一步脱去残余毛发，尽量使粘贴区域所有毛发脱去使之易与传感器接触(图3a)，用酒精擦拭大鼠皮肤，将传感器呈“倒T 型”贴在大鼠后背(图3b)，先用防过敏胶带将传感器与皮肤紧密缠绕防止电极滑脱，感知良好；再使用胶布再次固定(图3c)，尽量保持不过紧抑制大鼠正常呼吸，不过松由于松动导致电极片移位脱落或接触不良。用手机APP查看心电监测波形是否正常(图3d)。每小时通过手机APP查看心电图波形确定电极是否接触及固定良好。监护结束后，取出主机，主机通过数据线连接电脑，选择监护单，并点击结束监测(图3)。

图3 心电监测仪安装步骤

1.6 数据采集处理及分析 在生理状态下连续记录5天的动态心电。点击主界面“待处理报告”，选择结束的监测单，点击“编制报告”，跳转至分析软件进行数据分析，可以通过散点图、心率图、诊断图、全览图、直方图、趋势扫描图、事件等模块进行分析(图4)。虽然可以采集到清晰的信号，但由于大鼠心电图QRS波振幅较低，故机器无法感知所有心电信号，仅可感知部分心电信号，导致一半以上的心率丢失，故所有数据采取手动分析的方式进行。笔者首先对2只大鼠进行每10 min一次心电数据记录，数据统计结果发现大鼠在短时间内心率无明显变化，故选择每半小时选择10 s时段的心电图，其中取10个正常波形，用标尺测量RR 间期，可直接显示心率，每只大鼠5天共记录了2 400 个心率值。

图4 心电图条(图中所示为手动测量心率的方法)

1.7 心律失常的计数 室性心律失常的计数通过人工在全览图模式下对5天全部室性心律失常进行人工计数。首先打开全览图，在全览图上可看到有典型室性早搏(简称室早)图像(图5a)，后双击心电条图，放大后再次确认是否为室早波形(图5b)。

图5 室早诊断图界面

大鼠由于心率较快且有较多窦性心律不齐，记录非标准导联，且大鼠心电图p 波不典型，无PR段，故较难鉴别是窦性心律不齐还是房性早搏，故未进行房性心律失常的计数。

1.8 统计学分析 所有数据应用SPSS 26.0软件进行统计学分析，计量资料用均数±标准差(±s)表示，两组间定量资料的比较采用t检验，以P＜0.05为差异有显著性。

2 结果

2.1 监测完成情况 所有大鼠均顺利完成了监测，其中2只大鼠由于初期贴片和胶带固定不牢，有脱落及自行咬坏贴片的情况，无动物死亡。所有大鼠均成功记录稳定的心电图(图6)。

图6 正常模块的心搏界面典型的心电图

2.2 心律失常的监测 所有大鼠基础状态体表心电图均呈窦性心律，均有窦性心律不齐事件，未见窦性停搏事件。监测结果可见室性早搏事件(图7)，室早总计数见表1。

表1 正常大鼠室早总计数/次

2.3 大鼠心率节律变化 正常SD 大鼠自然状态下，5天的平均心率为(402.25±54.63)次/分，白天(8：00-20：00)平均心率为(391.21±51.10)次/分，最大心率545次/分，最小心率200次/分，夜间(8：00-20：00)平均心率为(419.61±55.50)次/分，最大心率600次/分，最小心率218次/分(图8)。

2.4 心电图指标分析 因为人体贴片式动态心电监测产品主要作为心率及心律失常监测产品，贴片位置不是标准的肢体导联，根据贴放的位置，考虑为模拟的I导联，故在气体麻醉情况下，给大鼠通过lead7000电生理仪测量了心电图，结果发现在麻醉状态下的心电指标如表2所示。

3 讨论

如何使得大鼠在自然状态自由活动，自由进食情况下稳定而持久地记录长程心电是监测过程中的关键问题。已报道的植入式遥测技术是一种无创监测手段，但要求动物麻醉状态下植入，且是有创监测，造价高昂[9-12]。而植入式心电事件监测仪，虽可记录时间达3年，但价格高昂，不可充电，可存储数据量小，大鼠基础心率快，误识别的心率已占用了所有存储内存，无法识别白天夜晚心率情况及变化趋势的特点。

在笔者使用人体贴片式TER010 心电记录仪过程中发现其具有以下优点：①安全性良好，无创，柔性贴片式传感器，在佩戴过程中未发现对大鼠造成皮肤刺激过敏，皮肤溃烂情况，不会由于皮肤不适造成抓挠带来的干扰。适于长程佩戴，不易出现过敏、红肿等现象。②监测稳定性好：数据稳定，抗干扰力强，信号清晰，有很好的信噪比，大鼠的日常活动下无干扰。③操作便捷，一次性贴片。④可重复性好。⑤记录时间长，长达120 h。⑥全程实时连续记录。⑦所有数据既可实时监测又可去掉贴片数据导出后分析。可分析所有心率情况及节律，心律失常及心率变异性。⑧准确性高：可提高心律失常事件的检出率，并能精确到某一时间点，更易于发现隐匿性心律失常及判断心律失常的自发情况，并可定量心律失常的数量。

同时在使用过程中，笔者也发现了其缺点：①由于贴片设计本身是为人设计的，故相对于大鼠而言，贴片偏大，需要脱毛的面积较大，如贴片更小且形状更适于大鼠则效果更好且操作更简便；②由于仅使用了单导联功能，故第三个导联的贴片对于动物而言比较多余；③虽然获得了稳定的信号，但由于软件感知设置是适用于人的且无法调整到可以感知全部鼠心电信号的范围，使得约3/4至2/3的心搏无法感知，所有数据需人工分析，由于数据量大造成分析非常耗时且无法进行心率变异性分析。④由于软件的心律失常事件设置为人的参数且参数范围较小，所以所有心律失常事件需要全部人工分析。

综合其特点，笔者认为其不仅适用于正常大鼠，也适用于模型大鼠检出隐匿性心律失常和风险评估，常规心电图易漏诊，而长程动态心电监测可以捕捉到短暂的异常心电变化；了解心律失常的持续时间、频率、发生与终止规律与昼夜节律相互关系。通过长程动态心电监测其发生频度与严重程度。评价抗心律失常药物或模型干预后的疗效：长程动态心电监测是研究评价抗心律失常药物可靠的临床指标。