超聲增強造影與肝酶水平在肝損傷分級中的意義

畢 潔，胡加銀，田 猛，李 陶

·論 著·

超聲增強造影與肝酶水平在肝損傷分級中的意義

畢 潔，胡加銀，田 猛，李 陶

目的 探討超聲增強造影和血清肝酶在肝損傷檢查和分級中的價值和意義。方法 20只健康新西蘭大白兔，雌雄不限，體重為(2.15±0.23)kg。隨機制作不同級別的肝損傷模型。建模前后抽取靜脈血進(jìn)行血清肝酶檢查，建模后分別使用通用16排螺旋CT和Philip公司IU22臨床超聲儀對實驗動物進(jìn)行增強CT和超聲增強造影檢查，然后根據(jù)美國創(chuàng)傷外科協(xié)會(AAST)分級標(biāo)準(zhǔn)對肝臟損傷進(jìn)行分級，最后將超聲造影的分級結(jié)果與增強CT分級結(jié)果進(jìn)行Spearman相關(guān)性分析，將血清肝酶的結(jié)果與CT分級結(jié)果進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析。結(jié)果 按照AAST診斷標(biāo)準(zhǔn)，超聲增強造影和增強CT檢查對肝損傷等級的分類具有很高的一致性，Spearman相關(guān)系數(shù)為0.888(P<0.0001)，Kappa值為0.71；天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)、乳酸脫氨酶(LDH)、AST/ALT比值與肝損傷的等級呈正相關(guān)，Pearson相關(guān)系數(shù)分別為0.664(P=0.0014)、0.704(P=0.0005)、0.503(P=0.024)，γ-谷氨?；D(zhuǎn)移酶(GGT)水平與肝損傷等級呈負(fù)相關(guān)(r=-0.467,P=0.038)。結(jié)論 超聲增強造影和血清肝酶檢查在對肝損傷的檢查與分級上與增強CT檢查的結(jié)果有較好的一致性，可作為肝損傷診斷及治療中監(jiān)測手段。

肝損傷；超聲造影；肝酶水平；分級；模型

肝臟由于表淺的位置和豐富的血流，當(dāng)肝損傷時致命性的失血是導(dǎo)致患者死亡的重要原因，文獻(xiàn)報道其死亡率為5%～54%[1-2]。CT掃描的快速性對于創(chuàng)傷的評價具有快速高效的特點，并成為了創(chuàng)傷評估的金標(biāo)準(zhǔn)[3]。CT增強造影(contrast-enhanced computed tomography，CECT)也成為了評估實質(zhì)器官損傷后出血的必要手段，并且給予CT影像學(xué)的創(chuàng)傷分類也為臨床的治療策略提供了必要的依據(jù)[4-5]。但是CT也存在如輻射、費用較高的缺點。

近年來，由于超聲具有快速、方便、費用便宜、非侵襲性、實時性等特點，使用超聲對創(chuàng)傷患者在CT檢查之前進(jìn)行快速評估已經(jīng)得到廣泛的認(rèn)可[6]。有報道超聲增強造影(contrast-enhanced ultrasound，CEUS)可以增加對肝損傷診斷的準(zhǔn)確性和敏感性，對肝損傷級別鑒別的敏感性>90%[4,7-8]。另外，研究表明，肝損傷時肝酶的變化與肝損傷級別有一定的相關(guān)性，可能對輕度的肝損傷的早期診斷和臨床非手術(shù)治療的監(jiān)測有一定的價值[9]。為此，筆者以CECT作為金標(biāo)準(zhǔn)，就CEUS和肝酶的變化對肝損傷級別的分類及其兩種方法的相關(guān)性進(jìn)行了探討。

材料與方法

1 實驗動物

健康新西蘭大白兔20只，雌雄不限，體重為(2.15±0.23)kg(第三軍醫(yī)大學(xué)大坪醫(yī)院實驗動物中心提供，動物許可證號：SYXK 2012-0010)，飼養(yǎng)室內(nèi)溫度控制在(22±1)℃,12h循環(huán)黑白照明，自由取食與飲水。所有動物飼養(yǎng)的設(shè)施和環(huán)境遵照國家標(biāo)準(zhǔn)《實驗動物環(huán)境及設(shè)施》(GB14925-2001)，飼養(yǎng)管理和實驗操作符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。本研究經(jīng)第三軍醫(yī)大學(xué)大坪醫(yī)院實驗動物倫理委員會批準(zhǔn)。

2 肝損傷模型

動物術(shù)前12h內(nèi)禁食不禁飲，2.5%戊巴比妥鈉按30mg/kg經(jīng)耳緣靜脈緩慢推注，同時建立耳緣靜脈通道，仰臥位固定在解剖臺上，上腹部備皮，使用10%碘伏溶液常規(guī)消毒，腹部正中切口，暴露肝臟后，使用血管鉗隨機在不同的肝葉制造不同程度的創(chuàng)傷。制作模型的人員不參與CECT和CEUS檢查以及后期的圖像分析。

3 CECT檢查

模型制備好之后，動物以仰臥位固定，使用GE LightSpeed VCT 64排螺旋CT(美國GE公司)立即進(jìn)行造影檢查。檢查參數(shù)如下：80kV，150mA，有效層厚0.625mm，F(xiàn)OV 20cm，matrix 512×512，螺距0.516，機架旋轉(zhuǎn)速度0.5s/周。碘佛醇造影劑按740mg/kg使用高壓注射器通過耳緣靜脈注射，注射后平均延遲20s進(jìn)行造影檢查。掃描范圍從肝臟上緣到肝下緣。掃描后對圖像進(jìn)行重建。

4 超聲造影檢查

CECT檢查完成后，經(jīng)耳緣靜脈按0.2mL/kg團(tuán)注“聲諾維”造影劑(意大利Bracco公司，六氟化硫氣體59mg，凍干)，加入注射用生理鹽水5mL振搖后，使其溶解為白色混懸液，含六氟化硫微泡懸液濃度為6～8mL/毫升，立即使用GE LOGIQ E9超聲診斷設(shè)備(美國GE公司)6-15MHz腹部探頭對肝損傷進(jìn)行超聲造影檢查。

5 肝損傷分級標(biāo)準(zhǔn)及圖像分析

肝損傷按照美國創(chuàng)傷外科協(xié)會(American Association for the Surgery of Trauma，AAST)的器官損傷嚴(yán)重程度分級系統(tǒng)進(jìn)行分級[8]。因為兔的肝臟小于人體肝臟，并且肝葉解剖結(jié)構(gòu)不同，筆者按照文獻(xiàn)[10]對AAST分級進(jìn)行了適當(dāng)?shù)男薷?。肝損傷分為4級，分別為：0級，無創(chuàng)傷；Ⅰ級，肝左葉或肝右葉累及表面面積<10%的輕度創(chuàng)傷，或者包膜下血腫、包膜撕裂；Ⅱ級，肝葉累及表面面積>10%，但<50%的中度創(chuàng)傷；Ⅲ級，肝葉累及表面面積>50%的重度創(chuàng)傷，或肝撕脫。依據(jù)修改后的AAST肝損傷分級標(biāo)準(zhǔn)對CECT和CEUS圖像進(jìn)行分級。CECT圖像結(jié)果受傷時其增強特點視相鄰實質(zhì)增強的程度不同，分為高度增強、無增強和低增強三種[7]。在CEUS圖像上，其特點是受傷的部位增強不同于相鄰的組織，分為高回聲、等回聲和低回聲三種[11]。

6 肝酶檢測

收集血液標(biāo)本測量肝損傷后肝酶變化，從實驗兔的心臟抽取血液樣本，4°C 3500rpm離心10min，然后收集上清凍存于-80°C備用。實驗結(jié)束后，取出凍存的血清，用血清生化分析儀測定天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)，丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、乳酸脫氫酶(LDH)、γ-谷氨酰基轉(zhuǎn)移酶(GGT)，并計算AST/ALT比值。

7 統(tǒng)計學(xué)分析

結(jié) 果

1 CECT肝損傷等級

通過對20例肝臟大體標(biāo)本的觀察統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)所有的創(chuàng)傷均位于肝臟的左葉和中葉。小的裂傷、包膜下血腫、肝實質(zhì)破裂和肝葉的完全離斷均有發(fā)現(xiàn)(圖1a～c)。CECT在20只動物中共發(fā)現(xiàn)26處肝損傷，肝實質(zhì)創(chuàng)傷區(qū)域的血流灌注差，CECT圖像結(jié)果，受傷時其增強特點均表現(xiàn)為低增強或無增強(圖1d～f，黃色箭頭)。按照AAST等級評分，Ⅰ級有6例(30%)，Ⅱ級有7例(35%)，Ⅲ級有7例(35%)。

2 CEUS結(jié)果與CECT結(jié)果的相關(guān)性分析

通過CEUS檢查，發(fā)現(xiàn)0級有1例(5%)，Ⅰ級肝損傷有6例(30%)，Ⅱ級有6例(30%)，Ⅲ級有7例(35%)。由于肝損傷后，肝實質(zhì)區(qū)域的血流灌注差或者根本沒有血流灌注，所以CEUS圖像上，肝損傷在血流灌注三期均表現(xiàn)為低回聲區(qū)和無回聲區(qū)(圖1g～i，黃色箭頭)。16.7%的Ⅰ級肝損傷診斷為0級，14.3%的Ⅱ級分別被診斷為Ⅰ級和Ⅲ級，14.3%的Ⅲ級被診斷為Ⅱ級。CEUS 與CECT的Spearman等級相關(guān)系數(shù)為0.888(P<0.0001)，Kappa值為0.71(表1)。兩種檢查方法對肝損傷等級的分類具有很高的一致性。

3 肝酶水平與肝損傷等級之間的關(guān)系

所有動物按照CECT肝損傷等級分類，發(fā)現(xiàn)AST、ALT、LDH和AST/ALT比值隨著肝損傷嚴(yán)重程度的增加而水平逐漸增高，與創(chuàng)傷之前比較具有明顯統(tǒng)計學(xué)意義(表2)。通過Pearson相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，AST和LDH水平，以及AST/ALT比值與CECT的分級呈正相關(guān)，其Pearson相關(guān)系數(shù)分別為0.664(P=0.0014)、0.704(P=0.0005)和0.503(P=0.024)；而GGT水平與肝損傷等級呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.467,P=0.038)，見表3。

表1 不同級別肝損傷CECT與CEUS對照

Spearman等級相關(guān)系數(shù)為0.888(P<0.0001)，Kappa值為0.71

圖1 不同級別肝損傷后的大體標(biāo)本(a～c)、CECT(d～f)和CEUS(g～i)表現(xiàn)。a～c.包膜下血腫、肝實質(zhì)損傷和肝葉離斷等不同程度的損傷情況(黃色箭頭)；d～f.CECT圖像結(jié)果受傷時其增強特點均表現(xiàn)為低增強或無增強(黃色箭頭)；g～i.CEUS圖像上肝損傷在血流灌注三期均表現(xiàn)為低回聲區(qū)和無回聲區(qū)(黃色箭頭)

表2 不同肝損傷分級情況下肝酶水平

與創(chuàng)傷前比較:aP<0.05；與I級比較:bP<0.05；與II級比較:cP<0.05

表3 肝酶水平與肝損傷分級之間的相關(guān)性

r為相關(guān)系數(shù)

討 論

肝臟是腹部鈍傷后最常見損傷的器官。由于肝臟的血管復(fù)雜、質(zhì)脆、血供豐富的組織結(jié)構(gòu)特點使得肝損傷成為臨床醫(yī)學(xué)中一個具有挑戰(zhàn)性的問題。對肝損傷患者快速而準(zhǔn)確地診斷，并立即采取相應(yīng)的治療是至關(guān)重要的救命措施。這就需要有效的診斷設(shè)備對肝臟損傷進(jìn)行分級。CT影像和超聲成像經(jīng)常被用來對創(chuàng)傷患者進(jìn)行初步評估。對于生命體征穩(wěn)定的患者，全身CT檢查是一種一次性快速檢查可能的全身多處創(chuàng)傷的有效工具，并可以及時發(fā)現(xiàn)影響預(yù)后的不利因素，指導(dǎo)臨床醫(yī)師采取非手術(shù)或手術(shù)治療。然而，CT檢查需要一定的時間，并且在具有該設(shè)備的醫(yī)院才能進(jìn)行，可能導(dǎo)致對患者診斷及治療的延遲；另外對于年輕患者具有一定的輻射暴露。對于血流動力學(xué)不穩(wěn)定的患者，超聲檢查是另一種不需要中斷急救措施的快速有效的工具，對于腹腔游離液體有63%～99%的靈敏度[10-11]。此外，常規(guī)超聲對實質(zhì)臟器的損傷檢測的敏感性較差，當(dāng)其作為唯一診斷工具的時候，對于腹部損傷無腹腔積血的患者可能漏診近1/3[12-13]，其敏感性<50%[14-15]。

隨著第二代超聲造影劑的應(yīng)用，CEUS對于腹部鈍傷后實質(zhì)性臟器損傷檢查的準(zhǔn)確性提高到了80%～100%[10]。常規(guī)超聲檢查對于肝臟輕微損傷可能由于創(chuàng)傷區(qū)域與正常肝實質(zhì)區(qū)域具有較相近的回聲強度而導(dǎo)致漏診。CEUS對于創(chuàng)傷區(qū)域與周圍正常肝實質(zhì)具有明顯的增強相比。對比度的增加導(dǎo)致更高的靈敏度。創(chuàng)傷區(qū)域的血管破裂可以很容易地通過增強造影評估增強后血流灌注以便進(jìn)行診斷。此外，超聲造影劑沒有任何被報道的嚴(yán)重不良反應(yīng)，也沒有CT造影劑的腎毒性問題[6]。

研究發(fā)現(xiàn)，CEUS與CECT對肝損傷分級具有93.3%的一致性[16]。CEUS診斷對于肝損傷分級的診斷比傳統(tǒng)的超聲更準(zhǔn)確。本研究結(jié)果表明，對肝損傷分級的診斷，CECT與CEUS的Spearman秩相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.888，Kappa值為0.71。這一結(jié)果表明，CEUS可以對肝損傷分級進(jìn)行一個較準(zhǔn)確的評價。

對于輕度的肝損傷患者，除了CT和超聲外，肝酶檢測是一種有效的替代工具。血清肝酶AST和ALT增加已被報道與肝損傷有關(guān)[9,17]。肝臟中的轉(zhuǎn)氨酶以高濃度存在于肝細(xì)胞中，急性外傷性肝細(xì)胞損傷后被釋放到循環(huán)血液中[9]，其水平的高低與肝損傷的嚴(yán)重程度成正比[9,12]，這與本研究中觀察到的結(jié)果一致。在研究中，AST、ALT、LDH水平以及AST/ALT比值在肝損傷時明顯增高，與肝損傷的嚴(yán)重程度相關(guān)。通過Pearson相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，AST和LDH水平，以及AST/ALT比值與CECT的分級呈正相關(guān)。盡管ALT水平在肝損傷前后明顯不同，但ALT與CECT具有較弱的正相關(guān)關(guān)系。而GGT水平與肝損傷等級呈顯著負(fù)相關(guān)。AST、ALT、LDH水平及AST/ALT比值可作為檢測肝損傷是否存在以及其嚴(yán)重程度的有用指標(biāo)。

綜上所述，CEUS和血清肝酶水平同基于CECT的肝損傷嚴(yán)重程度分類具有很高的相關(guān)性，對肝損傷損傷程度的評估具有重要作用，允許臨床醫(yī)生快速和準(zhǔn)確采取合適的治療策略。

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(本文編輯：郭 衛(wèi))

Significance of contrast-enhanced ultrasound and serum liver enzyme levels in the classification of liver injury

BIJie,HUJia-yin,TIANMeng,LITao

(Department of Ultrasound, Institute of Surgery Research,Daping Hospital,Third Military Medical University,Chongqing 400042,China)

Objective To investigate the value and significance of contrast-enhanced ultrasound (CEUS) and serum liver enzyme levels in the diagnosis and classification of blunt liver injury. Methods Twenty rabbits of (2.15±0.23)kg were made into blunt liver injury models and were performed contrast-enhanced computed tomography (CECT), CEUS and serum liver enzyme assay. Venous blood was drawn for serum liver enzyme assay. According to AAST scale, the degree of liver trauma was evaluated, then result of CEUS and CECT was analyzed using Spearman’s correlation analysis, whereas result of serum liver enzyme and CECT was analyzed using Pearson’s correlation analysis. Results According to AAST scale, the CEUS and CECT were highly consistent with the classification of liver injury. Coefficient of Spearman’s rank correlation was 0.888 (P<0.0001), and Kappa value was 0.71. AST and LDH levels, as well as AST/ALT ratio were positively correlated with the grade of liver injury, and the coefficients of Pearson correlation were 0.664 (P=0.0014), 0.704 (P=0.0005) and 0.503 (P=0.024), respectively. GGT level was statistically negatively correlated with the grade of liver injury (r =-0.467,P=0.038). Conclusion CEUS and serum liver enzyme have high consistency with CECT both in the detection and grading of liver injury. It can be used as a tool for the diagnosis and monitor in the treatment of liver injury.

liver injury; contrast ultrasound; liver enzyme level; grade; model

1009-4237(2017)08-0598-05

國家自然科學(xué)基金(81271586)；重慶市自然科學(xué)基金(CSTC2012JJB10034)

400042 重慶,第三軍醫(yī)大學(xué)大坪醫(yī)院野戰(zhàn)外科研究所超聲診斷科

共同第一作者：胡加銀

李陶，E-mail: taoli39@163.com

R 445.1

A

10.3969/j.issn.1009-4237.2017.08.010

2017-03-23；

2017-04-10)